專(zhuān)利名稱(chēng)：減小管道支架組件中的應(yīng)力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用局部加熱來(lái)釋放管道支架組件中的應(yīng)力的方法。
背景技術(shù)：
振動(dòng)流動(dòng)裝置，例如，密度計(jì)和Coriolis (科里奧利)流量計(jì)用來(lái)測(cè)量流動(dòng)物質(zhì)的 特征，諸如密度、質(zhì)量流速、體積流速、總質(zhì)量流量、溫度、以及其它信息。所述振動(dòng)流動(dòng)裝置 包括一個(gè)或多個(gè)管道，所述管道可具有各種形狀，例如，直線構(gòu)形、U形構(gòu)形或不規(guī)則構(gòu)形。 一個(gè)或多個(gè)管道具有一組固有振動(dòng)模式，例如包括，簡(jiǎn)單彎曲模式，扭曲模式、徑向模式和 耦合模式。通過(guò)至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器以這些模式中的一種模式的共振頻率使一個(gè)或多個(gè)管道振 動(dòng)，目的是確定流動(dòng)物質(zhì)的特征。振動(dòng)流動(dòng)裝置包括一個(gè)或多個(gè)電子裝置，這些電子裝置向驅(qū)動(dòng)器傳遞正弦驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)器通常是磁體/線圈組合，所述磁體通常固定到管道上而所述線圈固定到支 撐結(jié)構(gòu)或另一管道上。驅(qū)動(dòng)信號(hào)致使驅(qū)動(dòng)器以固有模式中的一種模式的共振頻率振動(dòng)所述 一個(gè)或多個(gè)管道。例如，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是輸送到線圈的周期電流。振動(dòng)流動(dòng)裝置包括至少一個(gè)傳感器，所述傳感器檢測(cè)管道的運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生代表該運(yùn) 動(dòng)的正弦感測(cè)信號(hào)。所述感測(cè)信號(hào)被傳遞到一個(gè)或多個(gè)電子裝置，根據(jù)完全已知的原理，所 述電子裝置根據(jù)需要確定流動(dòng)物質(zhì)的特征或調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)。振動(dòng)流動(dòng)裝置可具有一個(gè)或多個(gè)支架條。理想的是，利用支架條，使得為確定流動(dòng) 物質(zhì)特征的目的而采用的振動(dòng)模式不與其它振動(dòng)模式同時(shí)發(fā)生。因此，通過(guò)改變支架條的 數(shù)量和位置，能在某種程度上控制誘發(fā)各種振動(dòng)模式的頻率。而且，還理想的是，采用利用 支架條，為的是在一個(gè)或多個(gè)管道顫振或振動(dòng)時(shí)降低歧管或法蘭和所述一個(gè)或多個(gè)管道的 連接區(qū)域上的應(yīng)力。支架條通常通過(guò)經(jīng)由焊接、銅焊或軟焊操作產(chǎn)生的連接接合處或連接點(diǎn)連接到管 道上。支架條與管道的連接可在連接接合處所在的區(qū)域附近使管道受力或變?nèi)酢Ｓ捎谶B接 接合處的區(qū)域經(jīng)受由顫振或振動(dòng)施于的周期載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，所以在這個(gè)區(qū)域附近的任何 應(yīng)力或弱化都會(huì)導(dǎo)致管道的突變失效。在先前的設(shè)計(jì)中，通過(guò)使用爐或加熱爐來(lái)釋放應(yīng)力和實(shí)施弱化。這個(gè)過(guò)程或處理 工藝要求把整個(gè)管道和支架組件放入到爐中并將這個(gè)組件加熱到預(yù)定溫度，例如1160°C， 并持續(xù)一段時(shí)間，例如37分鐘。雖然這種方法在釋放管道的應(yīng)力或使應(yīng)力弱化方面是令人 滿(mǎn)意的，但這一方法還有一些缺點(diǎn)。例如，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程要求將管道和支架組件容納在爐 中，所以所述過(guò)程通常限于與較小的管道一起使用。而且，因?yàn)榧訜岵僮骺赡軗p壞傳感器、 驅(qū)動(dòng)器和其它部件，所以現(xiàn)有的方法要求管道和支架組件連接后，從生產(chǎn)線上取下，送到爐 處，然后在返回到生產(chǎn)線以組裝其它部件。本發(fā)明的目的是克服用于振動(dòng)流動(dòng)裝置內(nèi)的振動(dòng)管道的現(xiàn)有技術(shù)的管道支架組 件中的這些固有缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本方面的范圍僅由所附的權(quán)利要求限定，并不受本部分中的敘述的任何影響。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，所述包 括以下步驟形成將支架條到管道的連接接合處或連接點(diǎn)；和對(duì)所述連接接合處施加局部 熱量以釋放應(yīng)力。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，所述方法 包括以下步驟形成將支架條連接到管道的連接接合處；和對(duì)所述連接接合處施加局部熱 量以釋放應(yīng)力。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟對(duì)所述管道鄰近所述連接接合處的區(qū)域施加 局部熱量以便釋放應(yīng)力。優(yōu)選地，所述局部熱量的施加將所述連接接合處加熱到在704°C和816°C之間的溫度。優(yōu)選地，所述局部熱量的施加將所述連接接合處加熱到至少760°C的溫度。優(yōu)選地，所述局部熱量由火焰產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述局部熱量由感應(yīng)線圈產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟在施加所述局部熱量后，允許所述連接接合處 空氣冷卻。優(yōu)選地，在所述管道和所述支架條都位于生產(chǎn)線上時(shí)施加所述局部熱量。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟在施加所述局部熱量前將至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和 至少一個(gè)傳感器連接到所述管道。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟形成將另一支架條連接到所述管道的另一連 接接合處，和在所述另一連接接合處施加局部熱量以釋放應(yīng)力。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟在所述管道鄰近所述另一個(gè)連接接合處的區(qū) 域上施加局部熱量以便釋放應(yīng)力。優(yōu)選地，所述支架條通常定位于所述管道的端部。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟形成將另一支架條連接到所述管道的另一連 接接合處，由此所述支架條和所述另一支架條對(duì)稱(chēng)地位于所述管道上；和在所述另一連接 接合處施加局部熱量以釋放應(yīng)力。優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟形成將所述支架條連接到另一管道的另一連 接接合處；和在所述另一連接接合處施加局部熱量以釋放應(yīng)力。優(yōu)選地，所述連接接合處或連接點(diǎn)通過(guò)焊接形成。


圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)流動(dòng)裝置的立體圖；圖2描述了利用火焰進(jìn)行局部加熱過(guò)程的立體圖；以及圖3描述了利用感應(yīng)線圈進(jìn)行局部加熱過(guò)程的立體圖。
具體實(shí)施例方式圖1圖示了 Coriolis (科里奧利)流量計(jì)形式的振動(dòng)流動(dòng)裝置5的示例，所述振動(dòng)流動(dòng)裝置包括傳感器組件10和一個(gè)或多個(gè)電子裝置20。所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置20通 過(guò)導(dǎo)線100連接到所述傳感器組件10以在路徑26上測(cè)量流動(dòng)物質(zhì)的特征，例如密度、質(zhì)量 流率、體積流率、總質(zhì)量流量、溫度、以及其它信息。本示例的傳感器組件10包括一對(duì)法蘭101和101，；歧管102和102，；驅(qū)動(dòng)器104 ； 傳感器105-105，；管道103A和103B,和支架條(或支架件)120-124。所述歧管102和102， 被固定在所述管道103A和103B的相對(duì)端。所述驅(qū)動(dòng)器104和所述傳感器105-105，連接到 所述管道103A和103B上。所述驅(qū)動(dòng)器104在這樣的位置被連接到所述管道103A和103B 上，在所述位置所述驅(qū)動(dòng)器104能夠使所述管道103A和103B相對(duì)彼此振動(dòng)。所述傳感器固 定在所述管道103A和103B的相對(duì)端以探測(cè)所述管道103A和103B的相對(duì)端在振動(dòng)中的相 位差。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，將本文中所討論的原理與任何類(lèi)型的振動(dòng)流動(dòng)裝置 結(jié)合使用也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這些類(lèi)型的振動(dòng)流動(dòng)裝置例如包括密度計(jì)，與管道的數(shù)量、 驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量、傳感器的數(shù)量、振動(dòng)的運(yùn)行模式或流動(dòng)物質(zhì)的既定特征無(wú)關(guān)。本示例的法蘭101和101，固定在所述歧管102和102，上并將所述管道103A和 103B連接到管線或管路(未示出)。當(dāng)所述傳感器組件10插入到輸送流動(dòng)物質(zhì)的管線系 統(tǒng)(未示出)中時(shí)，所述物質(zhì)通過(guò)所述法蘭101進(jìn)入所述傳感器組件10，穿過(guò)入口歧管102， 在此所有材料或物質(zhì)被引導(dǎo)到所述管道103A和103B，流經(jīng)所述管道103A和103B，并回到 出口歧管102，，在此所述物質(zhì)通過(guò)所述法蘭101，離開(kāi)所述傳感器組件10。最好對(duì)所述管道103A和103B進(jìn)行挑選并將其適當(dāng)?shù)匕惭b到所述入口歧管102 和所述出口歧管102，，使得所述管道103A和103B分別關(guān)于彎曲(或彎曲段)軸線Wff和 W’ -W’具有基本相同的質(zhì)量分布、慣性矩、和彈性模量。所述管道從所述歧管向外以基本平 行的形式延伸。雖然示出的所述管道103A和103B具有大致U形形狀，但具有其它形狀，例 如直線形狀或不規(guī)則形狀，的所述管道103A和103B也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本示例中，所述驅(qū)動(dòng)器104圍繞所述管道103A-B的各自彎曲軸線W和W’在相 反的方向上并以被稱(chēng)為流量計(jì)的先出相位彎曲模式驅(qū)動(dòng)所述管道103A-B。所述驅(qū)動(dòng)器104 可包括許多已知布置或配置中的一種，例如安裝到所述管道103A上的磁體和安裝到所述 管道103B上的反作用線圈。使交流電流流經(jīng)所述反作用線圈以使所述管道103A和103B 顫振或振動(dòng)。由所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置20通過(guò)導(dǎo)線110向所述驅(qū)動(dòng)器104施以適當(dāng)?shù)?驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在本示例中，所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置20產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并將所述信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線 110傳遞到所述驅(qū)動(dòng)器104，所述信號(hào)致使所述驅(qū)動(dòng)器104振動(dòng)所述管道103A和103B。然 而，產(chǎn)生用于多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置 20對(duì)來(lái)自所述傳感器105-105’的左和右速度信號(hào)進(jìn)行處理以計(jì)算質(zhì)量流率。路徑26提供 輸入裝置和輸出裝置，這些所述裝置允許所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置20與操作者交流。對(duì)于 理解本發(fā)明而言，無(wú)需對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置20的電路進(jìn)行解釋?zhuān)詾榱嗣枋龅暮?jiǎn) 明而省略了這些解釋。進(jìn)而，對(duì)圖1的描述僅僅是提供了作為一種可能的振動(dòng)流動(dòng)裝置的 運(yùn)行的示例，而并非意圖限制本發(fā)明的教導(dǎo)。所示出的實(shí)施例具有第一對(duì)內(nèi)支架條122-123和第二對(duì)外支架條120-121。如圖 所示，所述內(nèi)支架條122大致位于所述管道103A和103B的第一端126處，而所述內(nèi)支架條 123大致位于所述管道103A和103B的第二端127處。還如圖所示，所述外支架條120大
6致位于所述管道103A和103B的所述第一端126處，而所述外支架條121大致位于所述管 道103A和103B的所述第二端127處。在所描述的實(shí)施例中，每對(duì)所述支架條120，121和 122，123都優(yōu)選地大致定位成使得它們對(duì)稱(chēng)地位于所述管道103A和103B上。雖然本發(fā)明 設(shè)有第一組支架條122，123和第二組支架條120，121，但設(shè)置任何數(shù)量的支架條，例如單一 組支架條122、123或120，121，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如圖1所示，支架條120-123都通過(guò)連接接合處或連接點(diǎn)125被連接到所述管道 103A和103B。所述支架條120-123通常通過(guò)鎢電極惰性氣體保護(hù)焊(或氣體保護(hù)鎢極弧 焊(Gas Tungsten Arc Welding))工藝焊接到所述管道103A和103B，但是使用其它的焊接 工藝，例如管狀焊條電弧焊(或藥芯焊條弧焊(Flux Cored Arc Welding))工藝、氣體保護(hù) 金屬(電)極弧焊(Gas Metal Arc Welding)，或?qū)⑺鲋Ъ軛l120-123銅焊或軟焊到所述 管道103A和103B上也都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在將所述支架條120-123連接到所述管道103A和103B之 后，使用局部加熱過(guò)程或處理來(lái)釋放在連接接合處125處的應(yīng)力并使所述連接接合處125 得到強(qiáng)化。根據(jù)本實(shí)施例的另一方面，在將所述支架條120-123連接到所述管道103A和 103B之后，可利用局部加熱過(guò)程或處理釋放管道103A和103B的位于所述連接接合處125 附近的區(qū)域上的應(yīng)力并使所述管道103A和103B的位于所述連接接合處125附近的區(qū)域得 到強(qiáng)化。在局部加熱過(guò)程或處理中使用任何熱源都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。作為舉例而非限 定，圖2示出了利用火焰的局部加熱過(guò)程，所述火焰例如來(lái)自火炬200，而圖3示出了使用感 應(yīng)線圈300的局部加熱過(guò)程或處理，所述感應(yīng)線圈300定位于所述連接接合處125的周?chē)?和/或所述管道103A和103B鄰近所述連接接合處125的區(qū)域。如圖3中所示，感應(yīng)加熱系 統(tǒng)的基本部件是AC電源301和感應(yīng)線圈300。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，所述電源301通 過(guò)所述線圈發(fā)送交流電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)所述連接接合處125和/或所述管道103A和103B 鄰近所述連接接合處125的區(qū)域被置于所述感應(yīng)線圈300中時(shí)，如圖3中的情形，磁場(chǎng)在所 述連接接合處125和/或所述管道103A和103B鄰近所述連接接合處125的區(qū)域內(nèi)感生渦 電流，所述渦電流轉(zhuǎn)而在不需要與所述感應(yīng)線圈300物理接觸的情況下產(chǎn)生精確的局部熱 量。無(wú)論熱源如何，所述局部加熱過(guò)程或處理僅通過(guò)加熱所述連接接合處125和/或 所述管道103A和103B鄰近所述連接接合處125的區(qū)域就能夠使其得到增強(qiáng)并釋放其應(yīng) 力。在本實(shí)施例中，所述連接接合處125和/或所述管道103A和103B鄰近所述連接接合 處125的區(qū)域可被加熱到范圍在704°C到816°C內(nèi)的溫度，且優(yōu)選地，被加熱到至少760°C。 根據(jù)本實(shí)施例的另一方面，一旦進(jìn)行了局部加熱過(guò)程后，可允許所述管道103A、103B和所 述支架條120-123組件空氣冷卻；然而，其它的冷卻方法，如強(qiáng)制通風(fēng)或淬火，也在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的方法允許在不使用爐(或加熱爐)的情況下釋放應(yīng)力。進(jìn)而，根據(jù) 本發(fā)明的方法的優(yōu)選的方面，雖然未必如此，但傳感器組件10可以在不需要為了應(yīng)力釋放 和冷卻的目的而將所述管道103A、103B和所述支架條120-123組件從生產(chǎn)線上取下的情況 下進(jìn)行安裝。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法，還可以。但并非一定，在其它部件，例如所述驅(qū)動(dòng)器 104或所述傳感器105-105，，已經(jīng)組裝到所述管道103A、103B上之后再進(jìn)行局部加熱處理，因此應(yīng)力釋放過(guò)程并不干擾所述組裝過(guò)程。本發(fā)明描述了教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何制造和使用本發(fā)明的最佳模式的具體示 例。出于教導(dǎo)發(fā)明原理的目的，簡(jiǎn)化或省略了一些傳統(tǒng)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在本 發(fā)明范圍內(nèi)的這些示例的各種變型。對(duì)上述實(shí)施例的具體描述不是對(duì)發(fā)明人認(rèn)為的在本發(fā) 明范圍內(nèi)的所有實(shí)施例的窮盡描述。例如，雖然圖1-3中公開(kāi)的具體示例示出了一對(duì)管道 103A、103B,但采用任意數(shù)量的管道也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。作為舉例而非限定，使用單個(gè) 的管道，例如管道103A或103B，并采用至少一個(gè)支架條將所述管道連接到支撐結(jié)構(gòu)也在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。所述支架條可與所述支撐結(jié)構(gòu)是一體的或者以任意的方式連接到所述支撐 結(jié)構(gòu)上，所述任意的方式包括但不限于，如焊接、銅焊或軟焊。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到上述實(shí)施例的某些元件可以以不同的方式組合或省略 以形成其它的實(shí)施例，而這些其它的實(shí)施例也落在本發(fā)明的范圍和教導(dǎo)之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù) 人員還將清楚，上述的實(shí)施例可以全部或部分地組合以形成在本發(fā)明的范圍和教導(dǎo)之內(nèi)的 另外的實(shí)施例。因此，雖然出于說(shuō)明目的在此描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和示例，但如本領(lǐng)域技 術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以有各種等效的變型。在此提供的教導(dǎo)可應(yīng)用 到除了那些上面描述的并在附圖中示出的實(shí)施例以外的其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍 由下面的權(quán)利要求來(lái)確定。
8
權(quán)利要求
一種用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，所述包括以下步驟形成將支架條(120、121、122或123)連接到管道(103A或103B)的連接接合處(125)；和對(duì)所述連接接合處(125)施加局部熱量以釋放應(yīng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還包 括以下步驟在所述管道(103A或103B)鄰近所述連接接合處(125)的區(qū)域施加局部熱量 以便釋放應(yīng)力。
3.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，所述局 部熱量的施加將所述連接接合處(125)加熱到在704°C和816°C之間的溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，所述局 部熱量的施加將所述連接接合處(125)加熱到至少760°C的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，所述局 部熱量由火焰產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，所述局 部熱量由感應(yīng)線圈(300)產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還包 括以下步驟在施加所述局部熱量后，允許所述連接接合處(125)空氣冷卻。
8.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，在所述 管道(103A或103B)和所述支架條(120、121、122或123)都位于生產(chǎn)線上時(shí)施加所述局部 熱量。
9.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還包 括以下步驟在施加所述局部熱量之前將至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器(104)和至少一個(gè)傳感器(105或 105’ )連接到所述管道。
10.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還包 括以下步驟形成將另一支架條(120，121，122或123)連接到所述管道(103A，103B)的另一連接接 合處(125)；和在所述另一連接接合處(125)施加局部熱量以釋放應(yīng)力。
11.如權(quán)利要求10所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還 包括以下步驟在所述管道(103A，103B)鄰近所述另一個(gè)連接接合處(125)的區(qū)域上施加 局部熱量以便釋放應(yīng)力。
12.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，所述支 架條(120，121，122，或123)通常位于所述管道(103A, 103B)的端部。
13.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還包 括以下步驟形成將另一支架條(120，121，122或123)連接到所述管道(103A，103B)的另一連接 接合處(125)，由此所述支架條(120，121，122或123)和所述另一支架條(120，121，122或 123)對(duì)稱(chēng)地位于所述管道(103A, 103B)上；和在所述另一連接接合處(125)處施加局部熱量以釋放應(yīng)力。
14.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，其還包 括以下步驟形成將所述支架條(120，121，122或123)連接到另一管道(103A或103B)的另一連接 接合處(125)；和在所述另一連接接合處(125)施加局部熱量以釋放應(yīng)力。
15.如權(quán)利要求1所述的用于減少管道支架組件中的應(yīng)力的方法，其特征在于，所述連 接接合處(125)通過(guò)焊接形成。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于減少管道支架組件中應(yīng)力的方法，該方法包括形成將支架條(120，121，122，或123)連接到管道(103A或103B)的連接接合處(125)和對(duì)該連接接合處(125)施加局部熱量以釋放應(yīng)力。
文檔編號(hào)G01F1/84GK101903538SQ200780101964
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者A·霍恩格, B·多爾德, C·R·格里芬, G·貝里 申請(qǐng)人:微動(dòng)公司