[发明专利]一种膨胀节波纹管剩余疲劳寿命的监测方法

说明书

一种膨胀节波纹管剩余疲劳寿命的监测方法，通过传感器实时测量膨胀节波纹管在工作状态下的位移量，并将该位移量传输给PLC，PLC计算得到工作状态下一个时段m内波纹管的w个疲劳寿命[N_cw]，其中w=1、2、3……,由得到波纹管剩余的疲劳寿命N_rf，其中，[N_c]为波纹管的设计疲劳寿命，PLC显示剩余疲劳寿命值，并在剩余疲劳寿命达到设定警报值时进行预警和报警。本发明能够实现对膨胀节运行状态和剩余寿命进行实时监控，并提供远程预警和报警功能，当温度、压力或位移超过额定值时，进行远程报警，方便现场维护和检修，大大减少了管道维护人员的工作量，从而更加高效地保证管道的安全运行。

技术领域

本发明涉及膨胀节，具体说的是一种膨胀节波纹管剩余疲劳寿命的监测方法。

背景技术

金属波纹管膨胀节是现代受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一，具有位移补偿、减振降噪和密封的作用。目前已广泛应用于冶金、炼油、石油化工、电力(火电、水电和核电)、热网、船舶、建筑、水泥、宇航和机械等各工业部门的热力管线、工艺配管、机、泵和压力容器等设备上。但膨胀节是一个具有一定使用寿命的结构元件，当膨胀节的使用达到一定时间后，膨胀节就会发生破坏，另膨胀节在实际的工作中，有开车、停车等多工况带来的温度、压力、位移等载荷的波动造成产品多次疲劳循环，对波纹管疲劳寿命有重要影响，需要人工定期检查以便及时维护，现有的监测技术只是在波纹管失效时提供预警并不能从疲劳寿命进行监测中提供预警和警报。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种膨胀节波纹管剩余疲劳寿命的监测方法，对波纹管的剩余疲劳寿命进行实时监控并提供远程预警和报警功能。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种膨胀节波纹管剩余疲劳寿命的监测方法，通过传感器实时测量膨胀节波纹管在工作状态下的位移量，并将该位移量传输给PLC，PLC计算得到工作状态下一个时段m内波纹管的w个疲劳寿命[N_cw]，其中w＝1、2、3……,由得到波纹管剩余的疲劳寿命N_rf，其中，[N_c]为波纹管的设计疲劳寿命，PLC显示剩余疲劳寿命值，并在剩余疲劳寿命达到设定警报值时进行预警和报警。

本发明所述的位移量为横向位移量、角向位移量、轴向位移量或扭转位移量，各种位移量均由其对应的位移传感器安装在膨胀节上进行测量。

本发明所述的[N_cw]的表达示为，其中，σ_t＝0.7(σ₃+σ₄)+σ₅+σ₆，σ₃为压力引起的波纹管子午向薄膜应力，σ₄为压力引起的波纹管子午向弯曲应力，σ₅为位移引起的波纹管子午向薄膜应力，σ₆为位移引起的波纹管子午向弯曲应力，n_f为设定的膨胀节安装系统，通常n_f≥10。

本发明设定s分计算一次疲劳寿命，得到w＝m/s，在s分内取的位移量为s分内的位移量最大值。

本发明膨胀节上还设有用于测量膨胀节工作压力p的压力传感器和测量膨胀节工作温度T的温度传感器。

本发明当膨胀节工作压力p＝0或膨胀节工作温度T∈[-20℃，40℃]或位移量x∈[-0.1xd，0.1xd]，表示膨胀节停车或检修状态，将不进行计算。

本发明所述的PLC上连接有远程传输装置。

本发明有益效果是：本发明能够实现对膨胀节运行状态和剩余寿命进行实时监控，并提供远程预警和报警功能，当温度、压力或位移超过额定值时，进行远程报警，方便现场维护和检修，大大减少了管道维护人员的工作量，从而更加高效地保证管道的安全运行。

附图说明