混凝土泵在–25 °C冷箱中的測試

　　普茨邁斯特公司的混凝土泵非常堅固。它們的使用環(huán)境在全球各地有很大差異：極度潮濕，高粉塵度及環(huán)境溫度高達(dá)+50 °C，這些環(huán)境對設(shè)備有非常高的要求。而且還有動態(tài)的載荷。無論是驅(qū)動馬達(dá)和冷卻系統(tǒng)，還是鋼結(jié)構(gòu)、液壓元件、電氣和控制系統(tǒng)等都要經(jīng)受考驗。例如，在寒冷的冬天，何時才是工地建設(shè)合理的極限呢？

　　為了找到答案，2007年9月，我們在維也納一個-25 °C的環(huán)境測試風(fēng)洞對BSF20-4.09混凝土泵車進(jìn)行了16小時的運(yùn)行測試，并記錄了所有數(shù)據(jù)。

　　數(shù)以千計的傳感器傳輸數(shù)據(jù) — 紅外成像儀記錄泵車的熱量散發(fā)

　　在測試以前，我們對機(jī)器的控制軟件進(jìn)行了修改，機(jī)器運(yùn)行的監(jiān)控數(shù)據(jù)可通過泵車的CAN總線在線讀取。超過60個溫度傳感器安裝在不同的電氣元件上（如無線遙控器，電磁開關(guān)，電氣控制箱），液壓元件（包括布料桿油泵泵，液壓管路，攪拌油泵，控制閥塊，過濾器，布料桿油缸）以及鋼結(jié)構(gòu)（回轉(zhuǎn)齒輪，水箱避震，換向閥，眼鏡板等）。一套測試系統(tǒng)將溫度數(shù)據(jù)傳輸至附近的控制中心。另外，不同元件的不同溫度變化范圍用熱成像儀進(jìn)行記錄。在打印數(shù)據(jù)時大量的信息將會得到細(xì)致的處理。
　　
　　如果熱成像儀顯示藍(lán)色，那的確是非常的冷...

　　經(jīng)過7小時后的泵送后，帶著運(yùn)行溫度，泵車駛?cè)氲蜏丨h(huán)境測試箱，通過紅外攝像機(jī)的顯示器上顯示的顏色可非常清楚地判斷，其鋼結(jié)構(gòu)和運(yùn)行材料在散發(fā)余熱。

　　充分的測試準(zhǔn)備才能保證泵送運(yùn)行成功

　　首先，PM公司的售后服務(wù)工程師更換能經(jīng)受低溫的材料。這包括加低溫柴油（適用至-30 °C），在水箱中加入抗凍劑（適用至-35 °C），清空所有容器并更換機(jī)器中的液體以及潤滑系統(tǒng)中的黃油。為了使混凝土泵送狀態(tài)盡可能接近實際情況，在機(jī)器的后部及布料桿每節(jié)臂架上安裝了相應(yīng)的配重。

　　經(jīng)過幾次試車的失敗后, 泵車在輔助啟動裝置幫助下終于啟動。經(jīng)過發(fā)動機(jī)按照規(guī)定的預(yù)熱階段（30分鐘，根據(jù)普茨邁斯特的要求） ，開始系列測試：打開支腿，打開布料桿至預(yù)先設(shè)定位置并重復(fù)動作，切換至泵送（空泵情況下，在最大和最小泵送速度泵送至少25次）。由于風(fēng)洞空間狹窄以及規(guī)定限制，沒有使用流體進(jìn)行泵送試驗。

　　在“緊急情況”下，有許多因素需要考慮

　　提醒一下，我們目的不是要測試泵車是否是特別的“低溫設(shè)備”。否則將包括輸送管的絕熱以及保溫，如可加熱的水箱。在極度寒冷的情況下清洗泵及管路也不是這里要考慮的。更不要說加熱混凝土集料，對鋼結(jié)構(gòu)保溫或加熱。

　　普茨邁斯特工程師更感興趣的是回答下列問題：

　　系列化生產(chǎn)的泵車是否可在-25 °C順利運(yùn)行？根據(jù)德國工程聯(lián)合會（VDMA）和幾家混凝土泵制造商的安全規(guī)定，允許泵送的最低溫度是-15 °C。在溫度更低的情況下——根據(jù)操作手冊——可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)脆裂及冰凍混凝土帶來的很多風(fēng)險。
　　
　　顯示器顯示了風(fēng)洞里的溫度和風(fēng)速

　　即使是“性能受限”的元件也通過了低溫測試

　　盡管只有高性能鋼材才用于普茨邁斯特泵車的布料桿和支腿（-40 °C仍有部分彈性），一些小的部件采用了普通鋼材，這是從正常的載荷和應(yīng)用環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)性方面考慮設(shè)計的。由于在-25 °C時這些部件的彈性急劇下降，在這種情況下試樣的缺口沖擊強(qiáng)度測試就越發(fā)重要了，如一些測試數(shù)據(jù)會顯示材料在低溫下的出現(xiàn)斷裂的風(fēng)險。從一開始普茨邁斯特的工程師們對布料桿和中心泵的兩個主油泵的溫度適應(yīng)能力很有信心，測試的結(jié)果也證明了這一點。這些混凝土泵主要元件供應(yīng)商甚至保證了在-25 °C的性能。但是，還有許多重要的液壓元件，電子元件和控制器，工程師們不敢保證。這些元件的官方使用條件是在較為暖和的環(huán)境，有些供應(yīng)商甚至沒有提供這些信息。 [Page]
　　
　　為了測試，超過60個傳感器被安裝在混凝土泵車上，用于傳輸測試數(shù)據(jù)至外部的電腦上。

例如，布料桿的在靜態(tài)運(yùn)行時允許的最低溫度是-40 °C。但在動態(tài)運(yùn)行時布料桿會出現(xiàn)哪些問題呢？即使沒有最終的測試報告，我們確信底盤的技術(shù)和普茨邁斯特公司組裝以及部件（鋼結(jié)構(gòu)、電子和液壓元件）已證明了可在-25°C的情況下正常工作幾個小時。如果真的需要在這種極端的情況下泵送混凝土，普茨邁斯特公司會完善一些細(xì)節(jié)?；炷帘玫闹饕δ?，輸送可泵送混凝土——就像測試中顯示的一樣——即使在-25°C也能得到有效保證。
　　
　　通過監(jiān)控屏可監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)和冷箱的參數(shù)
　　
　　什么是缺口沖擊強(qiáng)度

　　缺口沖擊強(qiáng)度是材料的抗動態(tài)沖擊能力的指標(biāo)。其計量單位是單位面積缺口試樣吸收的沖擊能量[J/cm2]。缺口沖擊強(qiáng)度受溫度（溫度高的鋼板強(qiáng)于溫度低的）及試樣形狀（缺口的強(qiáng)度較低）影響。
 
　　維也納環(huán)境測試風(fēng)洞

　　維也納環(huán)境測試風(fēng)洞由鐵路技術(shù)研究院（Rail Tec Arsenal, RAC)運(yùn)作，它是一個獨立的研究與測試機(jī)構(gòu)。主要測試鐵路車輛，卡車和大客車，也有小轎車和直升機(jī)在批量化生產(chǎn)前做極度低溫環(huán)境下的可靠性測試?？蛻魜碜匀蚋鞯亍Ｆ湓O(shè)施包括二條環(huán)境測試風(fēng)洞，分別是100米和31米長，一個預(yù)熱箱，二個準(zhǔn)備間，二套測試控制中心和一個主控中心。在測試風(fēng)洞，其溫度范圍為-50 °C 至 +60 °C，風(fēng)速可達(dá)300公里/小時，相對濕度可達(dá)98%。它也可以模擬太陽的強(qiáng)烈輻射。維也納環(huán)境測試風(fēng)洞于2003年開始運(yùn)行，接替維也納車輛測試中心，后者成立于1961年，主要用于火車頭和鐵路車輛的環(huán)境測試。