專利名稱：基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種法蘭密封性檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，以及能實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置和檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)中，法蘭連接是一種管道、設(shè)備的常規(guī)連接方式，如油氣開(kāi)采、集輸和煉化工業(yè)中各設(shè)備連接大都采用法蘭螺栓連接，法蘭端面多使用八角形金屬密封圈，并依靠螺栓的預(yù)緊力壓緊鋼圈達(dá)到密封效果。由于石油、化工設(shè)備及管道內(nèi)流體介質(zhì)具有壓力高、腐蝕性強(qiáng)，且壓力和溫度波動(dòng)較大等特點(diǎn)，對(duì)法蘭密封影響較大，一旦法蘭密封失效，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故，不僅會(huì)危害人員的生命安全，而且會(huì)給環(huán)境帶來(lái)巨大的不良影響。法蘭連接系統(tǒng)的主要失效形式是泄漏，泄露主要是密封圈密封失效造成的，而螺栓預(yù)緊力是保證密封可靠性的重要環(huán)節(jié)之一。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于法蘭密封性檢測(cè)普遍采用螺栓形變檢測(cè)法、熱成像檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法等方法。螺栓形變檢測(cè)儀具有原理簡(jiǎn)單，使用方便的優(yōu)點(diǎn)，但其檢測(cè)精確度受人為因素影響較大。熱成像檢測(cè)儀在使用過(guò)程中，受環(huán)境溫度影響大，不適合檢測(cè)溫度波動(dòng)較大設(shè)備的法蘭密封性。超聲波檢測(cè)儀用于法蘭密封性效率低，且無(wú)法檢測(cè)螺栓應(yīng)力狀態(tài)，不能適應(yīng)輸送管道、壓力容器等的法蘭檢測(cè)要求，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。有鑒于上述公知技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出本發(fā)明的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，以及能實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置和檢測(cè)系統(tǒng)，從而能夠快速、準(zhǔn)確檢測(cè)法蘭連接中螺栓所受應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)法蘭密封狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，及實(shí)現(xiàn)該方法的檢測(cè)裝置和檢測(cè)系統(tǒng)。為此，本發(fā)明提出一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，該方法包括A、對(duì)磁記憶傳感器進(jìn)行標(biāo)定，獲得所述磁記憶傳感器的初始值；B、將所述磁記憶傳感器固定在法蘭連接螺栓或螺母上，并與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接；C、開(kāi)啟所述數(shù)據(jù)采集控制裝置，由數(shù)據(jù)采集器采集所述磁記憶傳感器測(cè)得的被測(cè)法蘭連接螺栓的軸向?qū)崟r(shí)磁記憶信號(hào)值，所述磁記憶信號(hào)值為電壓值；D、將檢測(cè)到的所述磁記憶信號(hào)值與螺栓所能承受的最大應(yīng)力條件下允許最大磁記憶信號(hào)值、以及保證法蘭密封性所需螺栓應(yīng)力的最小磁記憶信號(hào)值比較，判斷所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力是否能保證所連接法蘭盤(pán)的密封性。如上所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其中，根據(jù)不同應(yīng)力條件下所檢
4測(cè)到的法蘭連接螺栓的磁記憶信號(hào)值繪制的曲線圖，以及所述磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)建立所述磁記憶信號(hào)與螺栓應(yīng)力的線性關(guān)系式V(t) =ao+d；其中，Vw為實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值，σ為法蘭連接螺栓所受應(yīng)力，a、d為常數(shù)項(xiàng)，為磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)。如上所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其中，為保證法蘭密封性能，所述法蘭連接螺栓所受力的磁記憶信號(hào)最大值Vmax為Vmax = a O b+d+C ；最小值Vmin為Vmin = ao0+d+C ；當(dāng)Vfflin < V(t) < Vfflax時(shí)，所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力能夠保證法蘭密封圈的密封性；其中，ο b為法蘭連接螺栓的抗拉強(qiáng)度(即，法蘭連接螺栓所能承受的最大應(yīng)力)，σ ^為能保證法蘭密封性時(shí)，允許的法蘭連接螺栓最小應(yīng)力，且σ。=^pL,
0 nAoC為所述磁記憶傳感器的初始值，Dg為設(shè)置在法蘭連接面之間的密封圈的計(jì)算直徑，b為設(shè)置在法蘭連接面之間的密封圈的有效密封寬度或法蘭壓緊面寬，y為所述密封圈的比壓力，η為法蘭上設(shè)置的螺栓數(shù)目，A0為法蘭連接螺栓的有效面積。如上所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其中，所述磁記憶傳感器的初始值為每個(gè)磁記憶傳感器的固有電壓基準(zhǔn)值的平均值。如上所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其中，在法蘭連接螺栓的兩側(cè)對(duì)應(yīng)固定兩個(gè)所述磁記憶傳感器，所述數(shù)據(jù)采集器開(kāi)啟兩倍于被檢測(cè)法蘭連接螺栓數(shù)目的磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道，每?jī)蓚€(gè)磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道對(duì)應(yīng)固定在每個(gè)法蘭連接螺栓上的兩個(gè)磁記憶傳感器，并分別采集兩個(gè)所述磁記憶傳感器檢測(cè)到的兩組法蘭連接螺栓的軸向磁記憶
信號(hào)值。如上所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其中，所述檢測(cè)方法還包括保存所述檢測(cè)到的每個(gè)法蘭連接螺栓的兩組磁記憶信號(hào)，使用計(jì)算機(jī)對(duì)所述磁記憶信號(hào)進(jìn)行平均值降噪，去除噪聲信號(hào)，而后對(duì)兩組信號(hào)取其算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值為所述實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值。本發(fā)明還提出一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置包括兩個(gè)中部由第一銷軸鉸接連接的夾片，兩所述夾片的一端為連接端，另一端構(gòu)成施力手柄；所述連接端分別連接一磁記憶傳感器，該兩個(gè)磁記憶傳感器相對(duì)設(shè)置，所述第一銷軸上設(shè)有能使兩所述磁記憶傳感器保持夾緊狀態(tài)的扭力彈簧。如上所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其中，兩所述夾片的連接端分別與一傳感器封裝盒相連接，所述磁記憶傳感器固定在所述傳感器封裝盒內(nèi)。如上所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其中，所述傳感器封裝盒呈U形，其底面與所述夾片的連接端相連接，所述兩側(cè)壁遠(yuǎn)離所述底面的一端形成夾持端。如上所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其中，所述磁記憶傳感器的外部通過(guò)第二銷軸能轉(zhuǎn)動(dòng)地與一連接臂相連接，所述連接臂與所述夾片的連接端固定連接。
如上所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其中，所述磁記憶傳感器呈長(zhǎng)條狀，其長(zhǎng)度方向 與被檢測(cè)法蘭連接螺栓的長(zhǎng)度方向一致。本發(fā)明還提出一種法蘭密封性檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能固定連接在各法蘭連接 螺栓上的至少一個(gè)如上所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置的磁記憶傳感器與數(shù)據(jù) 采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接。與公知技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)有的法蘭密封性檢測(cè)方法只能在拆卸狀態(tài)下對(duì)法蘭的密封性進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法實(shí) 現(xiàn)對(duì)法蘭工作狀態(tài)的在線快速檢測(cè)。而法蘭在其工作狀態(tài)下，承受內(nèi)部較大壓力、溫度狀態(tài) 波動(dòng)，其密封性受到極大考驗(yàn)。本發(fā)明的檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)利用鐵磁性材料的 磁記憶特性能夠?qū)崟r(shí)快速檢測(cè)法蘭密封性狀態(tài)，通過(guò)磁記憶傳感器對(duì)法蘭連接螺栓所受應(yīng) 力進(jìn)行檢測(cè)來(lái)判斷法蘭密封圈的密封性狀態(tài)。本發(fā)明的檢測(cè)方法和裝置可以在法蘭工作狀 態(tài)下達(dá)到早期診斷的目的，避免事故發(fā)生造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。本發(fā)明彌補(bǔ)了現(xiàn)有的法蘭在線快速檢測(cè)裝置及方法的不足，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明法蘭密封性檢測(cè)裝置為夾具樣式結(jié)構(gòu)，可以采用鋁合金制成，便攜輕巧， 適用于多種結(jié)構(gòu)和規(guī)格的法蘭密封性監(jiān)測(cè)。2、對(duì)于法蘭盤(pán)上緊固的多個(gè)連接螺栓，采用本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)可進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)， 且檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。3、采用本發(fā)明的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到法蘭連接螺 栓的應(yīng)力集中部位和應(yīng)力集中大小。4、本發(fā)明的檢測(cè)方法無(wú)需對(duì)法蘭連接螺栓表面進(jìn)行處理。本發(fā)明的檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置和檢測(cè)系統(tǒng)特別適用于對(duì)石油化工設(shè)備及管道中承 受高溫、高壓作用法蘭的密封性檢測(cè)。本發(fā)明應(yīng)用于石油化工設(shè)備法蘭密封性檢測(cè)與監(jiān)測(cè)， 對(duì)于提高我國(guó)石油化工生產(chǎn)設(shè)備的安全檢測(cè)技術(shù)水平，及時(shí)有效防止因法蘭密封失效而引 發(fā)的安全事故，提高石油化工設(shè)備安全管理水平，降低生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)具有十分重要的意義。


圖1是本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置的使用狀態(tài)剖面示意圖；圖3是本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置的另一使用狀態(tài)示意圖，表示對(duì)法蘭盤(pán)的一 個(gè)局部進(jìn)行檢測(cè)。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、夾片11、連接端12、手柄2、第一銷軸3、扭力彈簧 4、傳感器封裝盒 41、底面42、側(cè)壁43、夾持端 5、磁記憶傳感器 6、第二銷軸 7、連接臂8、法蘭盤(pán) 80、密封圈9、法蘭連接螺栓90、螺母10、法蘭密封性檢測(cè)裝置
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。另外，通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。本發(fā)明提出的一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法包括A、對(duì)磁記憶傳感器進(jìn)行標(biāo)定，獲得所述磁記憶傳感器的初始值；B、將所述磁記憶傳感器固定在被檢測(cè)法蘭連接螺栓上，并將所述磁記憶傳感器與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接；此外，為使檢測(cè)更加方便、準(zhǔn)確和快捷，可將所述磁記憶傳感器固定在法蘭連接螺栓的螺母外側(cè)表面上；C、開(kāi)啟所述數(shù)據(jù)采集控制裝置，由數(shù)據(jù)采集器采集所述磁記憶傳感器測(cè)得的被測(cè)法蘭連接螺栓的軸向?qū)崟r(shí)磁記憶信號(hào)值，所述磁記憶信號(hào)值為一電壓值；D、將檢測(cè)到的所述磁記憶信號(hào)值與螺栓所能承受的最大應(yīng)力條件下允許的最大磁記憶信號(hào)值、以及保證法蘭密封性所需螺栓應(yīng)力的最小磁記憶信號(hào)值比較，判斷所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力是否能保證所連接法蘭盤(pán)的密封性。一個(gè)可行的方案是，根據(jù)在不同應(yīng)力條件下所檢測(cè)到的法蘭連接螺栓的磁記憶信號(hào)值繪制的曲線圖，以及所述磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)建立所述磁記憶信號(hào)與螺栓應(yīng)力的線性關(guān)系式V(t) =ao+d ；其中，V(t)為實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值，σ為法蘭連接螺栓所受應(yīng)力， a、d為常數(shù)項(xiàng)，為磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)。進(jìn)一步，為保證法蘭密封性能，所述法蘭連接螺栓所受力的磁記憶信號(hào)最大值Vmax 為V· = a σ b+d+C ；最小值Vmin為Vmin = a σ 0+d+C ；當(dāng)Vmin < Vt) < Vfflax時(shí)，所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力能夠保證法蘭密封圈的密封性；其中，Qb為法蘭連接螺栓的抗拉強(qiáng)度(即，法蘭連接螺栓所能承受的最大應(yīng)力)，σ ^為能保證法蘭密封性時(shí)，允許的法蘭連接螺栓最小
應(yīng)力，且σ。=f，，C為所述磁記憶傳感器的初始值，Dg為設(shè)置在法蘭連接面之間的密封 nAo
圈的計(jì)算直徑，b為設(shè)置在法蘭連接面之間的密封圈有效密封寬度或法蘭壓緊面寬，y為所述密封圈的比壓力，η為法蘭上設(shè)置的螺栓數(shù)目，A0為每一個(gè)法蘭連接螺栓的有效面積。上述磁記憶傳感器的初始值為每個(gè)磁記憶傳感器的固有電壓基準(zhǔn)值的平均值。一個(gè)具體的方案是，在法蘭連接螺栓的兩側(cè)對(duì)應(yīng)固定兩個(gè)所述磁記憶傳感器，所述數(shù)據(jù)采集器開(kāi)啟兩倍于被檢測(cè)法蘭連接螺栓數(shù)目的磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道，每?jī)蓚€(gè)磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道對(duì)應(yīng)固定在每個(gè)法蘭連接螺栓上的兩個(gè)磁記憶傳感器，并分別采集兩個(gè)所述磁記憶傳感器檢測(cè)到的兩組法蘭連接螺栓的軸向磁記憶信號(hào)值。即，數(shù)據(jù)采集器應(yīng)開(kāi)啟至少兩個(gè)磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道。進(jìn)一步地，所述檢測(cè)方法還包括保存所述檢測(cè)到的每個(gè)法蘭連接螺栓的兩組磁記憶信號(hào)，使用計(jì)算機(jī)對(duì)所述磁記憶信號(hào)進(jìn)行平均值降噪，去除噪聲信號(hào)，而后對(duì)兩組信號(hào)取其算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值為該被檢測(cè)螺栓的實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值。圖1是本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置的使用狀態(tài)剖面示意圖。如圖1、2所示，本發(fā)明提出的能實(shí)現(xiàn)上述基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置10包括兩個(gè)中部由第一銷軸2鉸接連接的夾片1，兩所述夾片1的一端為連接端11，另一端構(gòu)成施力手柄12。所述連接端11分別連接一磁記憶傳感器5，該兩個(gè)磁記憶傳感器5相對(duì)設(shè)置，所述第一銷軸2上設(shè)有能使兩所述磁記憶傳感器保持夾緊狀態(tài)的扭力彈
3 ο在一個(gè)具體技術(shù)方案中，兩所述夾片1的連接端11分別與一傳感器封裝盒4相連接，所述磁記憶傳感器5固定在所述傳感器封裝盒4內(nèi)。進(jìn)一步地，所述傳感器封裝盒4可以為U形，其底面41與所述夾片1的連接端11 相連接，兩側(cè)壁42遠(yuǎn)離所述底面的一端形成夾持端43。所述磁記憶傳感器5容置在所述U 形的傳感器封裝盒4內(nèi)，與兩夾片1相連接的兩傳感器封裝盒4的開(kāi)口部相對(duì)應(yīng)設(shè)置，其夾持端43能對(duì)應(yīng)夾持固定在被檢測(cè)的法蘭螺栓上。為了使一對(duì)所述磁記憶傳感器5能牢固地對(duì)應(yīng)夾持在被檢測(cè)法蘭連接螺栓9的外部，優(yōu)選的方案是，所述磁記憶傳感器5的外部通過(guò)第二銷軸6能轉(zhuǎn)動(dòng)地與一連接臂7相連接，所述連接臂7與所述夾片的連接端11固定連接。且所述第二銷軸6的軸線方向與被檢測(cè)法蘭連接螺栓9的軸線方向一致。一個(gè)較佳的方案是，U形傳感器封裝盒4的底面41通過(guò)第二銷軸6能轉(zhuǎn)動(dòng)地與連接臂7相連接，連接臂7與夾片的連接端11固定連接，從而在使用時(shí)，傳感器封裝盒4能以第二銷軸6為軸進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，使傳感器封裝盒4的夾持端43能緊密地夾持在被檢測(cè)螺栓的外表面。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述磁記憶傳感器5呈長(zhǎng)條狀，其長(zhǎng)度方向設(shè)置成與被檢測(cè)法蘭連接螺栓9的長(zhǎng)度方向一致。進(jìn)一步較佳地，在檢測(cè)時(shí)，可以將所述磁記憶傳感器5固定夾持在法蘭連接螺栓9 的螺母90的外側(cè)表面上，以使一對(duì)磁記憶傳感器5能牢固夾持在螺母90的相對(duì)應(yīng)的外側(cè)表面上。由于磁記憶傳感器5能穿透螺母90檢測(cè)到法蘭連接螺栓9上的磁記憶信號(hào)，因此將其夾持在緊固螺母上可使檢測(cè)更加方便、準(zhǔn)確和快捷。本發(fā)明還提出一種法蘭密封性檢測(cè)系統(tǒng)，其包括能固定連接在各法蘭連接螺栓 9上的至少一個(gè)如上所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置10，所述法蘭密封性檢測(cè)裝置10的磁記憶傳感器5與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)(未圖示)相連接。如圖3所示，圖中示意性地表示了法蘭盤(pán)8的局部，將六個(gè)法蘭密封性檢測(cè)裝置10 分別夾持在六個(gè)法蘭連接螺栓9上，將每個(gè)法蘭密封性檢測(cè)裝置10分別與數(shù)據(jù)采集控制裝置、計(jì)算機(jī)相連接，則可以同時(shí)對(duì)該六個(gè)法蘭連接螺栓的軸向磁記憶信號(hào)值，從而判斷每個(gè)法蘭連接螺栓9所受應(yīng)力是否能保證所連接法蘭盤(pán)8的密封性。當(dāng)然并不限于對(duì)六個(gè)法蘭連接螺栓9同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，此處僅以六個(gè)為例進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)實(shí)際情況可以對(duì)多于六個(gè)或少于六個(gè)法蘭連接螺栓同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例，具體說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理請(qǐng)配合參見(jiàn)圖1，由夾片1、扭力彈簧3、磁記憶傳感器5和第一銷軸2組成的本發(fā)明的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)裝置10為便攜式結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕。其中，夾片可以采用合金制成，以進(jìn)一步減輕裝置的整體重量。使用時(shí)，在夾片1的手柄12處施力，通過(guò)扭力彈簧3來(lái)控制并調(diào)節(jié)封裝磁記憶傳感器的傳感器封裝盒4之間距離的大小，以達(dá)到對(duì)不同法蘭螺栓大小的適應(yīng)。本實(shí)施例中檢測(cè)裝置10的總長(zhǎng)10mm，最大可檢測(cè)M55法蘭螺栓。
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傳感器封裝盒4內(nèi)部封裝有磁記憶傳感器5，磁記憶傳感器5的引線連接數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)，由控制裝置內(nèi)部的電源供電，并由其中的數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和讀取。傳感器封裝盒4保證磁記憶傳感器5與被測(cè)法蘭連接螺栓9的表面距離恒定，且保護(hù)磁記憶傳感器5不被損壞，確保檢測(cè)裝置10具有較長(zhǎng)的使用壽命。請(qǐng)配合參見(jiàn)圖2，本發(fā)明安裝簡(jiǎn)便，如圖2所示，兩個(gè)法蘭盤(pán)8之間設(shè)有八角形金屬密封圈80，法蘭盤(pán)8通過(guò)法蘭連接螺栓9、螺母90固定連接，為保證檢測(cè)裝置與被檢測(cè)法蘭連接螺栓9夾持的緊密性和穩(wěn)固性，可將本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置10夾持在法蘭連接螺栓的螺母90外側(cè)表面(即外周面)，即將傳感器封裝盒4的夾持端43緊密貼合、并穩(wěn)固地夾持在被測(cè)法蘭連接螺栓9的螺母90的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的外側(cè)表面。由于所述磁記憶傳感器5能穿透螺母90檢測(cè)到法蘭連接螺栓9上的磁記憶信號(hào)，因此將其夾持在螺母90上可以對(duì)法蘭連接螺栓9進(jìn)行方便、準(zhǔn)確、快捷的檢測(cè)。當(dāng)需要對(duì)多個(gè)法蘭連接螺栓9同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，則如圖3所示，可以將多個(gè)本發(fā)明的法蘭密封性檢測(cè)裝置10夾持在每個(gè)需檢測(cè)的法蘭連接螺栓9或螺母90上，并將其中的磁記憶傳感器5分別與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接。具體的檢測(cè)步驟如下(1)對(duì)磁記憶傳感器5的初始值C進(jìn)行標(biāo)定；該初始值C為該法蘭密封性檢測(cè)系統(tǒng)中的每個(gè)磁記憶傳感器5的固有電壓基準(zhǔn)值的平均值；(2)而后根據(jù)被測(cè)法蘭連接螺栓9的規(guī)格，按壓夾片1的手柄12，調(diào)節(jié)傳感器封裝盒4之間的間距大小，將本發(fā)明的磁記憶傳感器5夾持在被檢測(cè)法蘭連接螺栓9的螺母90 上，并確保傳感器封裝盒4的夾持端緊貼于螺母90的外側(cè)表面的兩相對(duì)應(yīng)面，并將磁記憶傳感器5與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接；(3)開(kāi)啟數(shù)據(jù)采集控制裝置，由數(shù)據(jù)采集器采集磁記憶傳感器5測(cè)得的法蘭連接螺栓9的軸向?qū)崟r(shí)磁記憶信號(hào)，該磁記憶信號(hào)為一個(gè)電壓值； 其中，數(shù)據(jù)采集器開(kāi)啟的信號(hào)檢測(cè)通道數(shù)量取決于同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)的法蘭連接螺栓的數(shù)量，當(dāng)僅對(duì)一個(gè)法蘭連接螺栓9進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，則只需開(kāi)啟兩個(gè)磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道。當(dāng)同時(shí)對(duì)多個(gè)法蘭連接螺栓9進(jìn)行檢測(cè)量，則數(shù)據(jù)采集器需開(kāi)啟兩倍于被檢測(cè)法蘭連接螺栓 9數(shù)目的磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道，每?jī)蓚€(gè)磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道對(duì)應(yīng)固定在每個(gè)法蘭連接螺栓 9的螺母90上的兩個(gè)磁記憶傳感器5，并分別采集兩個(gè)所述磁記憶傳感器5檢測(cè)到的兩組法蘭連接螺栓的軸向磁記憶信號(hào)值。(4)保存數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)到的磁記憶信號(hào)進(jìn)行平均值降噪，去除噪聲信號(hào)，而后對(duì)兩組信號(hào)取其算術(shù)平均值，得到實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值Vw。根據(jù)不同應(yīng)力條件下所檢測(cè)到的法蘭連接螺栓9的磁記憶信號(hào)值繪制曲線圖，以及所述磁記憶傳感器5的靈敏度系數(shù)建立所述磁記憶信號(hào)與法蘭連接螺栓應(yīng)力的線性關(guān)系式V(t) =ao+d ；其中，對(duì)于不同的磁記憶傳感器，其磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)a、d不同，變更磁記憶傳感器，則該常數(shù)項(xiàng)a、d具有不同的數(shù)值。(5)進(jìn)行法蘭密封狀態(tài)的判別。例如，當(dāng)a = 0. OOOUd = -0. 0041時(shí)，為保證法蘭密封性能，法蘭連接螺栓9所受力的磁記憶信號(hào)最大值Vmax為
權(quán)利要求
1.一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，所述方法包括A、對(duì)磁記憶傳感器進(jìn)行標(biāo)定，獲得所述磁記憶傳感器的初始值；B、將所述磁記憶傳感器固定在法蘭連接螺栓或螺母上，并與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接；C、開(kāi)啟所述數(shù)據(jù)采集控制裝置，由數(shù)據(jù)采集器采集所述磁記憶傳感器測(cè)得的被測(cè)法蘭連接螺栓的軸向?qū)崟r(shí)磁記憶信號(hào)值，所述磁記憶信號(hào)值為電壓值；D、將檢測(cè)到的所述磁記憶信號(hào)值與螺栓所能承受的最大應(yīng)力條件下允許最大磁記憶信號(hào)值、以及保證法蘭密封性所需螺栓應(yīng)力的最小磁記憶信號(hào)值比較，判斷所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力是否能保證所連接法蘭盤(pán)的密封性。
2.如權(quán)利要求1所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)不同應(yīng)力條件下所檢測(cè)到的法蘭連接螺栓的磁記憶信號(hào)值繪制的曲線圖，以及所述磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)建立所述磁記憶信號(hào)與螺栓應(yīng)力的線性關(guān)系式V(t) =ao+d；其中，￥“)為實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值，ο為法蘭連接螺栓所受應(yīng)力，a、d為常數(shù)項(xiàng)，為磁記憶傳感器的靈敏度系數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其特征在于，為保證法蘭密封性能，所述法蘭連接螺栓所受力的磁記憶信號(hào)最大值Vmax為Vmax = a σ b+d+C ；最小值 Vfflin為Vmin = a σ 0+d+C ；當(dāng)Vmin < Vt) < Vfflax時(shí)，所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力能夠保證法蘭密封圈的密封性；其中，0)3為法蘭連接螺栓的抗拉強(qiáng)度，σ Q為能保證法蘭密封性時(shí)，允許的法蘭連接螺栓最小應(yīng)力，且σ。=^pL,0 nAoC為所述磁記憶傳感器的初始值，Dg為設(shè)置在法蘭連接面之間的密封圈的計(jì)算直徑，b為設(shè)置在法蘭連接面之間的密封圈的有效密封寬度或法蘭壓緊面寬，y為所述密封圈的比壓力，η為法蘭上設(shè)置的螺栓數(shù)目，A0為法蘭連接螺栓的有效面積。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其特征在于，所述磁記憶傳感器的初始值為每個(gè)磁記憶傳感器的固有電壓基準(zhǔn)值的平均值。
5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其特征在于，在法蘭連接螺栓的兩側(cè)對(duì)應(yīng)固定兩個(gè)所述磁記憶傳感器，所述數(shù)據(jù)采集器開(kāi)啟兩倍于被檢測(cè)法蘭連接螺栓數(shù)目的磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道，每?jī)蓚€(gè)磁記憶信號(hào)檢測(cè)通道對(duì)應(yīng)固定在每個(gè)法蘭連接螺栓上的兩個(gè)磁記憶傳感器，并分別采集兩個(gè)所述磁記憶傳感器檢測(cè)到的兩組法蘭連接螺栓的軸向磁記憶信號(hào)值。
6.如權(quán)利要求5所述的基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法還包括保存所述檢測(cè)到的每個(gè)法蘭連接螺栓的兩組磁記憶信號(hào)，使用計(jì)算機(jī)對(duì)所述磁記憶信號(hào)進(jìn)行平均值降噪，去除噪聲信號(hào)，而后對(duì)兩組信號(hào)取其算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值為所述實(shí)時(shí)磁記憶信號(hào)值。
7.一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包括兩個(gè)中部由第一銷軸鉸接連接的夾片，兩所述夾片的一端為連接端，另一端構(gòu)成施力手柄；所述連接端分別連接一磁記憶傳感器，該兩個(gè)磁記憶傳感器相對(duì)設(shè)置，所述第一銷軸上設(shè)有能使兩所述磁記憶傳感器保持夾緊狀態(tài)的扭力彈簧。
8.如權(quán)利要求7所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其特征在于，兩所述夾片的連接端分別與一傳感器封裝盒相連接，所述磁記憶傳感器固定在所述傳感器封裝盒內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器封裝盒呈U形， 其底面與所述夾片的連接端相連接，所述兩側(cè)壁遠(yuǎn)離所述底面的一端形成夾持端。
10.如權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述磁記憶傳感器的外部通過(guò)第二銷軸能轉(zhuǎn)動(dòng)地與一連接臂相連接，所述連接臂與所述夾片的連接端固定連接。
11.如權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述磁記憶傳感器呈長(zhǎng)條狀，其長(zhǎng)度方向與被檢測(cè)法蘭連接螺栓的長(zhǎng)度方向一致。
12.—種法蘭密封性檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括能固定連接在各法蘭連接螺栓上的至少一個(gè)如權(quán)利要求7至11任一項(xiàng)所述的法蘭密封性檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置的磁記憶傳感器與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種基于磁記憶的法蘭密封性檢測(cè)方法，及能夠?qū)崿F(xiàn)該檢測(cè)方法檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)。所述方法包括A、對(duì)磁記憶傳感器進(jìn)行標(biāo)定；B、將磁記憶傳感器固定在法蘭連接螺栓上，并與數(shù)據(jù)采集控制裝置和計(jì)算機(jī)相連接；C、由數(shù)據(jù)采集器采集磁記憶傳感器測(cè)得的被測(cè)法蘭連接螺栓的軸向?qū)崟r(shí)磁記憶信號(hào)值；D、將檢測(cè)到的磁記憶信號(hào)值與螺栓所能承受的最大應(yīng)力條件下允許最大磁記憶信號(hào)值、以及保證法蘭密封性所需螺栓應(yīng)力的最小磁記憶信號(hào)值比較，判斷所述法蘭連接螺栓所受應(yīng)力是否能保證所連接法蘭盤(pán)的密封性。本發(fā)明的檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置利用鐵磁性材料的磁記憶特性能夠?qū)崟r(shí)快速檢測(cè)法蘭密封性狀態(tài)，并可以在法蘭工作狀態(tài)下達(dá)到早期診斷的目的。
文檔編號(hào)G01M3/00GK102338683SQ20111024857
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者張來(lái)斌, 樊建春, 溫東, 熊毅, 王強(qiáng), 高碩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)