[发明专利]一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置

说明书

本发明涉及密封结构技术领域，具体公开了一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置。该试验装置中下法兰匹配密封安装在圆柱形内壁的基座上，在下法兰上端面开有环形凹槽，并在该凹槽中放置有金属密封圈试样，位于金属密封圈试样上的上法兰匹配密封在基座的圆柱形内壁上；在上法兰中心位置放置有负载传感器及其测量系统，并在负载传感器及其测量系统上设有与上法兰、下法兰相平行的压盖，并通过若干个依次穿过下法兰、上法兰及压盖的螺栓及螺母压紧固定。该试验装置可按需要利用真空氦质谱检漏法检测密封结构试样应力松弛过程的实时漏率，为分析密封结构应力松弛过程中的密封性能奠定基础。

技术领域

本发明属于密封结构技术领域，具体涉及一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置。

背景技术

金属密封圈法兰连接结构广泛应用于长期使用、低温、高温、高压、高真空、辐射、强酸、强碱及强腐蚀等工作条件恶劣、密封要求高、其它密封形式难以满足要求的场合。对于长期(数十年)服役的金属密封圈法兰密封结构，随着使用时间的延长会发生应力松弛以及蠕变(高温)等问题，可能引起密封失效。关于金属密封长期使用过程中密封性能的分析与验证问题，目前的理论和试验研究均缺乏有效的解决方案，一方面密封性能的影响因素较多且密封机理复杂，没有相关成熟理论提供支撑；另一方面缺乏金属密封应力松弛相关设备，也鲜有相关试验开展情况的报道，其试验技术亟待发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置，可用于开展金属密封圈法兰连接结构试样的应力松弛试验，以评价和验证密封结构长期使用过程中的密封性能。

本发明的技术方案如下：一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置，该试验装置包括基座、上法兰、下法兰、压盖以及负荷传感器及其测量系统，其中，圆盘结构的下法兰匹配密封安装在圆柱形内壁的基座上，在下法兰上端面开有环形凹槽，并在该凹槽中放置有金属密封圈试样，位于金属密封圈试样上的上法兰匹配密封在基座的圆柱形内壁上；在上法兰中心位置放置有负载传感器及其测量系统，并在负载传感器及其测量系统上设有与上法兰、下法兰相平行的压盖，并通过若干个依次穿过下法兰、上法兰及压盖的螺栓及螺母压紧固定。

所述的下法兰下端中心向外突出开孔，并与中心开孔的接管嘴B固定连接；在下法兰和上法兰之间的基座侧壁上开有孔，并在基座外固定有接管嘴A，使接管嘴A与基座侧壁孔径相匹配。

所述的下法兰上端面环形凹槽中设有若干个裸光纤光栅传感器，且与裸光纤光栅传感器相连接的光纤光栅传感器导线穿过基座侧壁的开孔以及开孔上安装的接管嘴A后，与光纤光栅测试系统相连接。

所述的下法兰上端面外缘开有若干个凹槽，并在凹槽中安装有电涡流传感器，且与每个电涡流传感器相连接的电涡流传感器导线穿过下法兰及基座下端的圆孔后，与电涡流检测系统相连接，同时，利用密封胶密封下法兰上的导线孔。

所述的基座上端面上还设有千分表支架，并在千分表支架上安装的千分表顶针与压盖上表面轻微接触。

所述的基座内壁开有两个平行的环形凹槽，并在凹槽中设有密封圈A和密封圈B，上法兰和下法兰分别通过密封圈B和密封圈A与基座相密封。

所述的螺栓依次穿过下法兰、上法兰以及压盖，通过套在压盖上端螺栓段中的平垫、弹垫及螺母，将金属密封圈试样压紧固定。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置，可以获取金属密封圈法兰密封结构试样应力松弛过程中的密封结构负荷、密封面接触应力、法兰变形、螺栓伸长等数据，并可按需要利用真空氦质谱检漏法检测密封结构试样应力松弛过程的实时漏率，为分析密封结构应力松弛过程中的密封性能奠定基础。

附图说明

图1为本发明所示的一种金属密封圈法兰连接结构应力松弛试验装置结构示意图；