管道法蘭測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道法蘭測試系統(tǒng)，屬于工件測試領域。該系統(tǒng)包括第一管道、第二管道、以及將第一管道和第二管道連接成第三管道的待測法蘭，第三管道兩端分別密封設置有第一盲板和第二盲板，系統(tǒng)還包括：用于向第三管道內輸送介質的加壓裝置、用于為第三管道加熱的加熱裝置、設于第一管道和第二管道連接處的密封的測漏空腔、設于測漏空腔內的第一溫度傳感器和第一壓力傳感器以及處理模塊，待測法蘭位于測漏空腔內；處理模塊分別與第一溫度傳感器和第一壓力傳感器電連接；處理模塊，用于根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)，分析待測法蘭是否泄漏，并在待測法蘭泄漏時計算泄漏率。
【專利說明】管道法蘭測試系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工件測試領域，特別涉及一種管道法蘭測試系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 法蘭連接是石油化工設備中常用的連接方式，因其具有易于拆卸安裝的優(yōu)點，廣 泛應用于石化、核電、冶金、制藥等行業(yè)的壓力容器及管道中。隨著經濟發(fā)展與能源供應的 矛盾日益突出，煉油及化工技術迅速發(fā)展，各種煉化裝置中普遍存在高溫高壓工況。在高溫 高壓操作條件下，法蘭可能發(fā)生偏轉、翹曲、蠕變等變化，從而造成法蘭泄漏；同時，法蘭泄 漏是石油化工等企業(yè)發(fā)生重大事故的主要原因之一。但是目前，并沒有合適的測試系統(tǒng)來 對法蘭是否泄漏及其泄漏率進行檢測。


【發(fā)明內容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術中沒有合適的測試系統(tǒng)來對法蘭是否泄漏及其泄漏率進行檢 測的問題，本發(fā)明實施例提供了一種管道法蘭測試系統(tǒng)。所述技術方案如下：
[0004] 本發(fā)明實施例提供了一種管道法蘭測試系統(tǒng)，包括第一管道、第二管道、以及將所 述第一管道和所述第二管道連接成第三管道的待測法蘭，所述第三管道兩端分別密封設置 有第一盲板和第二盲板，所述系統(tǒng)還包括：
[0005] 用于向所述第三管道內輸送介質的加壓裝置、用于為所述第三管道加熱的加熱裝 置、設于所述第一管道和所述第二管道連接處的密封的測漏空腔、設于所述測漏空腔內的 第一溫度傳感器和第一壓力傳感器、以及處理模塊，所述待測法蘭位于所述測漏空腔內；
[0006] 所述處理模塊分別與所述第一溫度傳感器和第一壓力傳感器電連接；
[0007] 所述處理模塊，用于根據(jù)所述第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)，分 析所述待測法蘭是否泄漏，并在所述待測法蘭泄漏時計算泄漏率。
[0008] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述加壓裝置包括：
[0009] 用于向所述第三管道內輸送介質的泵或者空氣壓縮機，以及用于測量所述第三管 道內壓力的第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器設于所述第三管道內，所述處理模塊與 所述第二壓力傳感器電連接。
[0010] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述第一盲板焊接在所述第三管道一端， 且所述第一盲板上設有傳輸孔，所述加壓裝置的輸出端通過管道與所述傳輸孔連接。
[0011] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述管道上設有用于開啟和停止傳輸介質 的開關閥。
[0012] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述加熱裝置包括：設于所述第三管道內 的加熱器、設于所述第三管道外的控制所述加熱器的電柜以及用于測量所述第三管道內溫 度的第二溫度傳感器，所述第二溫度傳感器設于所述第三管道內，所述加熱器與所述電柜 電連接，所述處理模塊與所述第二溫度傳感器電連接。
[0013] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述第二盲板可拆卸安裝在所述第三管道 另一端，所述第二盲板上設有通孔，所述加熱器與所述電柜通過連接線連接，所述連接線穿 過所述通孔。
[0014] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述測漏空腔上設有用于充入所述介質的 輸入閥、用于在充入介質時排出氣體的排氣閥以及用于排出所述介質的泄壓閥，所述輸入 閥和所述排氣閥設于所述測漏空腔的頂部，所述泄壓閥設于所述測漏空腔的底部。
[0015] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：設置在所述待測法蘭外 表面和所述第三管道表面的多個應變片、以及與所述多個應變片連接的應變儀，所述應變 儀與所述處理模塊電連接；
[0016] 所述處理模塊，還用于根據(jù)所述應變儀測得的數(shù)據(jù)，分析所述待測法蘭的應力。
[0017] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述多個應變片分別設置在所述待測法蘭 的法蘭盤外壁和頸椎段，以及所述第三管道與所述待測法蘭連接處所述第三管道的圓筒段 上。
[0018] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述第三管道上還設有用于在所述第三管 道內壓力超過待測壓力時，進行泄壓的管道泄壓閥，所述管道泄壓閥設于所述第三管道底 部。
[0019] 本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
[0020] 通過待測法蘭將第一管道和第二管道連接成為第三管道，并在第三管道兩端設置 第一盲板和第二盲板，在第一管道和第二管道連接處的設置測漏空腔，通過加壓裝置為第 三管道提供壓力，通過加熱裝置為第三管道提供溫度，使第三管道內的溫度和壓力達到預 設測試環(huán)境，在該環(huán)境下，通過第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測量測漏空腔中的溫度 和壓力，處理模塊根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)，分析待測法蘭是否 泄漏，并在待測法蘭泄漏時計算泄漏率，從而實現(xiàn)了對法蘭的泄漏檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0022] 圖1是本發(fā)明實施例提供的管道法蘭測試系統(tǒng)結構示意圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明實施例提供的圖1中A處的局部放大示意圖。

【具體實施方式】
[0024] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0025] 實施例
[0026] 本發(fā)明實施例提供了一種管道法蘭測試系統(tǒng)，參見圖1和圖2,該系統(tǒng)包括第一管 道11a、第二管道lib、以及將第一管道11a和第二管道lib連接成第三管道11的待測法蘭 12,第三管道11兩端分別密封設置有第一盲板11c和第二盲板lld，該系統(tǒng)還包括：
[0027] 用于向第三管道11內輸送介質的加壓裝置13、用于為第三管道11加熱的加熱裝 置14、設于第一管道11a和第二管道lib連接處的密封的測漏空腔15、設于測漏空腔15內 的第一溫度傳感器16c和第一壓力傳感器16d、以及處理模塊17,待測法蘭12位于測漏空 腔15內。
[0028] 處理模塊17分別與第一溫度傳感器16c和第一壓力傳感器16d電連接。
[0029] 處理模塊17,用于根據(jù)第一溫度傳感器16c和第一壓力傳感器16d測得的數(shù)據(jù)，分 析待測法蘭12是否泄漏，并在待測法蘭12泄漏時計算泄漏率。
[0030] 該管道法蘭測試系統(tǒng)，利用加壓裝置為管道法蘭連接系統(tǒng)提供高壓環(huán)境，利用電 加熱裝置為管道法蘭提供高溫環(huán)境，可以做多組溫度和壓力情況下的測試；這套裝置不僅 能檢查出是否發(fā)生泄漏，還可以測量待測法蘭連接在高溫高壓條件下的泄漏率；此測試系 統(tǒng)適用于液體介質和氣體介質。
[0031] 具體地，這里連接第一管道11a和第二管道lib的待測法蘭12包括第一待測法蘭 12a和第二待測法蘭12b，第一待測法蘭12a和第二待測法蘭12b采用固定螺栓12c連接， 且在兩待測法蘭間設有墊片12d,從而保證密封性能。而第一待測法蘭12a與第一管道11a 之間焊接，第二待測法蘭12b與第二管道lib之間焊接。
[0032] 具體地，測漏空腔15可以是一個密封箱體，在密封箱體上開設相對的兩通孔，用 于供第三管道11穿過該測漏空腔15,測漏空腔15設置在第一管道11a和第二管道lib連 接處，從而對待測法蘭12的性能進行測試。為了保證密封性能，在測漏空腔15的通孔與第 三管道11間可設置用于密封的材料或零件。
[0033] 在本發(fā)明實施例中，加壓裝置13包括：用于向第三管道11內輸送介質的泵或者 空氣壓縮機13c，以及用于測量第三管道11內壓力的第二壓力傳感器16a，第二壓力傳感器 16a設于第三管道11內，處理模塊17與第二壓力傳感器16a電連接。
[0034] 在加壓過程中，根據(jù)第二壓力傳感器16a測得的數(shù)據(jù)，通過控制泵或者空氣壓縮 機13c工作，可以將第三管道11內壓力控制在待測壓力。
[0035] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，第一盲板11c焊接在第三管道11 一端，且第 一盲板11c上設有傳輸孔111，加壓裝置13的輸出端通過管道13a與傳輸孔111連接，具體 地是泵或者空氣壓縮機13c的輸出端通過管道13a與傳輸孔111連接。為了保證密封性能 在管道13a與傳輸孔111間設有用于密封的材料或零件。
[0036] 這種焊接方式，可以提高第三管道11的密封性。當然，除了這種焊接方式外，還可 以采用可拆卸的連接方式實現(xiàn)，例如螺栓連接等。
[0037] 進一步地，管道13a上還可以設置用于開啟和停止傳輸介質的開關閥13b。
[0038] 在本發(fā)明實施例中，加熱裝置14包括：設于第三管道11內的加熱器14a、設于第 三管道11外的控制加熱器14a的電柜14b以及用于測量第三管道11內溫度的第二溫度傳 感器16b，第二溫度傳感器16b設于第三管道11內，加熱器14a與電柜14b電連接，處理模 塊17與第二溫度傳感器16b電連接。
[0039] 在加熱過程中，根據(jù)第二溫度傳感器16b測得的數(shù)據(jù)，通過電柜14b控制加熱器 14a工作，可以將第三管道11內溫度控制在待測溫度。
[0040] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，第二盲板lid可拆卸安裝在第三管道11另一 端，例如采用圖中螺栓112實現(xiàn)可拆卸連接，并在第二盲板lid和第三管道11間設置墊片， 第二盲板lid上設有通孔（圖未示出），加熱器14a與電柜14b通過連接線141連接，連接 線141穿過通孔。為了保證密封性能在連接線141與通孔間設有用于密封的材料或零件。
[0041] 第二盲板lid可拆卸在第三管道11上，方便安裝和拆除，從而方便將加熱器14a 放入第三管道11中，或從第三管道11中拆除。當然，除了這種可拆卸連接方式外，還可以 采用焊接方式實現(xiàn)，從而提高密封性能。
[0042] 在本發(fā)明實施例中，測漏空腔15上設有用于充入介質的輸入閥15a、用于在充入 介質時排出氣體的排氣閥15b以及用于排出介質的泄壓閥15c，輸入閥15a和排氣閥15b設 于測漏空腔15的頂部，泄壓閥15c設于測漏空腔15的底部。
[0043] 在本發(fā)明實施例中，第三管道11上設有用于在充入介質時排氣的閥門lie。
[0044] 在本發(fā)明實施例中，第三管道11上還設有用于在第三管道11內壓力超過待測壓 力時，進行泄壓的管道泄壓閥Ilf，管道泄壓閥Ilf設于第三管道11底部。
[0045] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，該系統(tǒng)還包括：設置在待測法蘭12外表面和 第三管道11表面的多個應變片18、以及與多個應變片18連接的應變儀19,應變儀19與處 理模塊17電連接；
[0046] 處理模塊17,還用于根據(jù)應變儀19測得的數(shù)據(jù)，分析待測法蘭12的應力。從而獲 得應力隨時間的變化規(guī)律。
[0047] 具體地，應變片18和應變儀19之間、應變儀19和處理模塊17之間均采用排線連 接。
[0048] 具體地，多個應變片18分別設置在待測法蘭12的法蘭盤外壁121和頸椎段122， 以及第三管道11與待測法蘭12連接處第三管道11的圓筒段上。每個部分的應變片反映 的是該部分的實測應力，用于對該部分進行強度分析、密封分析、安全評定。
[0049] 其中，處理模塊17可以是個人計算機或者移動終端。處理模塊17的顯示功能可 以提供第二溫度傳感器16a、第二壓力傳感器16b、第一溫度傳感器16c和第一壓力傳感器 16d，以及應變儀19測得的數(shù)據(jù)。
[0050] 進一步地，該系統(tǒng)還包括支架llg，第三管道11設于支架llg上，用于對整個系統(tǒng) 起支撐作用。
[0051] 下面對該測試系統(tǒng)的原理做詳細說明：
[0052] 管道法蘭測試系統(tǒng)工作前，處理模塊（計算機）和應變儀開機預熱。
[0053] 管道法蘭測試系統(tǒng)工作時，泵或空氣壓縮機將介質充入第三管道內，并觀察第二 壓力傳感器測得的壓力值，當壓力值調節(jié)到待測壓力時，停止充入介質。
[0054] 若第三管道內介質為液體，則測漏空腔中初始狀態(tài)下充入相同的液體，并記錄初 始的工作溫度及壓力；若第三管道內介質為氣體，則測漏空腔中初始狀態(tài)下充入相同的氣 體，并記錄初始的工作溫度及壓力。
[0055] 開啟加熱裝置，憑借第二溫度傳感器將介質溫度調節(jié)到待測溫度。如若壓力在升 溫后變大，超過測試壓力，可通過管道泄壓閥調節(jié)。
[0056] 當?shù)谌艿兰皽y漏空腔內充入介質后對第三管道內介質進行加熱，由于熱傳遞及 對流的作用測漏空腔中的介質的溫度會上升，到達近乎與第三管道內介質相等的溫度，在 這段過程中第三管道及測漏空腔內介質的溫度、壓力傳感器檢測到的數(shù)據(jù)都呈上升趨勢， 此數(shù)據(jù)由處理模塊直接實時顯示。
[0057] 在高溫工況（待測溫度和壓力）下，保壓足夠長的時間，測漏空腔的第一溫度傳感 器和第一壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)如不滿足氣態(tài)方程或液體的溫度體積變化規(guī)律，即在此過 程中若第三管道內壓力示數(shù)變小，測漏空腔壓力示數(shù)變大，則可判斷發(fā)生泄漏。判斷待測法 蘭泄漏時，按下述方法進行計算泄漏率。另外，通過應變儀和處理模塊共同監(jiān)測待測法蘭上 的應力變化。
[0058] 具體地，泄漏率可以通過下述公式計算：
[0059] 當泄漏介質為氣體時，測漏空腔中的氣體質量為：

【權利要求】
1. 一種管道法蘭測試系統(tǒng)，包括第一管道、第二管道、以及將所述第一管道和所述第 二管道連接成第三管道的待測法蘭，所述第三管道兩端分別密封設置有第一盲板和第二盲 板，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 用于向所述第三管道內輸送介質的加壓裝置、用于為所述第三管道加熱的加熱裝置、 設于所述第一管道和所述第二管道連接處的密封的測漏空腔、設于所述測漏空腔內的第一 溫度傳感器和第一壓力傳感器、以及處理模塊，所述待測法蘭位于所述測漏空腔內； 所述處理模塊分別與所述第一溫度傳感器和第一壓力傳感器電連接； 所述處理模塊，用于根據(jù)所述第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)，分析所 述待測法蘭是否泄漏，并在所述待測法蘭泄漏時計算泄漏率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加壓裝置包括： 用于向所述第三管道內輸送介質的泵或者空氣壓縮機，以及用于測量所述第三管道內 壓力的第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器設于所述第三管道內，所述處理模塊與所述 第二壓力傳感器電連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一盲板焊接在所述第三管道一端， 且所述第一盲板上設有傳輸孔，所述加壓裝置的輸出端通過管道與所述傳輸孔連接。
4. 根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述管道上設有用于開啟和停止傳輸介 質的開關閥。
5. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置包括：設于所述第三管道內 的加熱器、設于所述第三管道外的控制所述加熱器的電柜以及用于測量所述第三管道內溫 度的第二溫度傳感器，所述第二溫度傳感器設于所述第三管道內，所述加熱器與所述電柜 電連接，所述處理模塊與所述第二溫度傳感器電連接。
6. 根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二盲板可拆卸安裝在所述第三管 道另一端，所述第二盲板上設有通孔，所述加熱器與所述電柜通過連接線連接，所述連接線 穿過所述通孔。
7. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測漏空腔上設有用于充入所述介質 的輸入閥、用于在充入介質時排出氣體的排氣閥以及用于排出所述介質的泄壓閥，所述輸 入閥和所述排氣閥設于所述測漏空腔的頂部，所述泄壓閥設于所述測漏空腔的底部。
8. 根據(jù)權利要求1-7任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：設置在所述待 測法蘭外表面和所述第三管道表面的多個應變片、以及與所述多個應變片連接的應變儀， 所述應變儀與所述處理模塊電連接； 所述處理模塊，還用于根據(jù)所述應變儀測得的數(shù)據(jù)，分析所述待測法蘭的應力。
9. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個應變片分別設置在所述待測法 蘭的法蘭盤外壁和頸椎段，以及所述第三管道與所述待測法蘭連接處所述第三管道的圓筒 段上。
10. 根據(jù)權利要求1-7任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三管道上還設有用于在 所述第三管道內壓力超過待測壓力時，進行泄壓的管道泄壓閥，所述管道泄壓閥設于所述 第三管道底部。
【文檔編號】G01M3/28GK104101470SQ201410290939
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】鄭小濤, 王明伍, 喻九陽, 程詩, 龔程, 鄭鵬, 葉萌, 陳瑤 申請人:武漢工程大學