[发明专利]外弯矩作用下高温管道法兰测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一套法兰测试系统，具体涉及一种外弯矩作用下高温管道法兰测试系统。 

背景技术

法兰连接是石油化工设备中常用的连接方式，因其具有易于拆卸安装的优点，广泛应用于石化、核电、冶金、制药等行业的压力容器及管道中。随着经济发展与能源供应的矛盾日益突出，炼油及化工技术迅速发展，各种炼化装置中普遍存在高温高压工况。在高温操作条件下，法兰可能发生偏转、翘曲、蠕变、裂纹扩展等变化，法兰各部分应力变化复杂；在有外弯矩作用时，法兰各部分应力特征也会有很大变化，偏转、翘曲、裂纹可能加剧泄漏。高温法兰泄漏是石油化工等企业发生重大事故的主要原因之一。因此，我们有必要设计一种外弯矩作用下高温管道法兰测试系统对在外弯矩作用下高温法兰的泄漏率以及法兰上复杂的应力进行分析，以保证管道连接的安全性。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种外弯矩作用下高温管道法兰测试系统，所述测试系统应用于外弯矩作用下的高温法兰，能准确测试法兰外壁的应力和法兰泄漏，保证生产、施工的顺利进行。 

本发明是这样实现的：一种外弯矩作用下高温管道法兰测试系统，它包括左管道、右管道，以及连接左管道和右管道的法兰，所述法兰采用垫片进行密封，左管道、右管道、法兰形成法兰待测空腔； 

所述左管道通过阀门与泵连接，所述右管道与盲板焊接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器、压力传感器、通过电热器电柜控制的电加热装置； 

所述法兰外设置有法兰泄漏测试机构，所述法兰泄漏测试机构包括由测漏壁围成的测漏空腔，所述测漏壁上设有排气阀门、底流口阀门，所述排气阀门、底流口阀门也可用于充入介质，所述测漏空腔内设有温度传感器、压力传感器； 

所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构，所述外弯矩加载机构包括液压加载装置，所述液压加载装置向左、右管道施加力，在法兰连接处的管道上形成外力矩，力矩大小可自由调节，所述应力测试机构包括应变片，应变片通过排线与应变仪和计算机连接。 

所述应变片均匀分布在左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上。 

本外弯矩作用下高温管道法兰测试系统中，法兰待测空腔的左端设置有一台泵，在泵的输出管线上有一个阀门，输出管线直接与左管道接通，用泵将介质输送到法兰待测空腔内，并在法兰待测空腔内设置压力传感器和温度传感器，该温度传感器监测法兰待测空腔内介质 的温度，该压力传感器测量法兰待测空腔内的压力；管道的下方设置有支撑支架，管道上方设置有排气阀门；法兰采用螺栓进行连接，并用垫片进行密封；所述法兰待测空腔的中部设置有一电加热装置，可对法兰待测空腔内介质进行加热。 

所述外弯矩加载机构主要由液晶控制面板、液压加载装置、加载支架和加载臂构成；所述液压加载装置可以由液晶控制面板来控制，根据测试的需要来进行合理的加载，即可以提供从零加载到量程内任意想要的载荷值。加载支架与液压加载装置的伸出杆焊接为一体。所述液压加载装置可提供量程内任意大小的力，所述加载支架上设有加载臂，加载臂可在加载支架上左右移动，与管道下的支座共同作用，提供不同类型的弯矩，所述加载臂与左管道、右管道接触。 

所述法兰泄漏测试机构主要由测漏空腔、温度传感器、压力传感器组成；所述测漏空腔上设置有输入测量用介质的阀门，方便在需要充入测量用介质时使用；所述测漏空腔上设置有排气孔和底流口；所述法兰应力测试机构主要包括应变片、应变仪，所述应变片均匀分布在管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上；所述应变片的电信号变化由排线传送到应变仪和计算机中。 

本外弯矩作用下高温管道法兰测试系统主要由管道法兰连接机构(管道法兰连接机构由泵、管道、法兰、盲板等组成)、介质加热机构、外弯矩加载机构和应力测试机构组成，泵在法兰待测空腔内制造高压环境，法兰待测空腔的中部设置有一电加热装置，将法兰待测空腔内介质加热到指定温度，温度、压力传感器来测量法兰待测空腔的温度、压力。所述外弯矩加载机构在法兰两端的管道(左管道、右管道)上施加液压加载装置量程内的任意力，该力结合管道下方的支座形成弯矩，控制力的大小即控制弯矩的大小。