外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一套法蘭測(cè)試系統(tǒng)，具體涉及一種外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]法蘭連接是石油化工設(shè)備中常用的連接方式，因其具有易于拆卸安裝的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供應(yīng)的矛盾日益突出，煉油及化工技術(shù)迅速發(fā)展，各種煉化裝置中普遍存在高溫高壓工況。在高溫操作條件下，法蘭可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)、翹曲、蠕變、裂紋擴(kuò)展等變化，法蘭各部分應(yīng)力變化復(fù)雜；在有外彎矩作用時(shí)，法蘭各部分應(yīng)力特征也會(huì)有很大變化，偏轉(zhuǎn)、翹曲、裂紋可能加劇泄漏。高溫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。因此，我們有必要設(shè)計(jì)一種外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)在外彎矩作用下高溫法蘭的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證管道連接的安全性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用于外彎矩作用下的高溫法蘭，能準(zhǔn)確測(cè)試法蘭外壁的應(yīng)力，保證生產(chǎn)、施工的順利進(jìn)行。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括左管道、右管道，以及連接左管道和右管道的法蘭，所述法蘭采用墊片進(jìn)行密封，左管道、右管道、法蘭形成法蘭待測(cè)空腔；
[0005]所述左管道通過(guò)閥門與泵連接，所述右管道與盲板焊接；所述法蘭待測(cè)空腔內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、壓力傳感器、通過(guò)電熱器電柜控制的電加熱裝置；
[0006]所述系統(tǒng)還包括外彎矩加載機(jī)構(gòu)和應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)，所述外彎矩加載機(jī)構(gòu)包括液壓加載裝置，所述液壓加載裝置向左、右管道施加力，在法蘭連接處的管道上形成外力矩，力矩大小可自由調(diào)節(jié)，所述應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)包括應(yīng)變片，應(yīng)變片通過(guò)排線與應(yīng)變儀和計(jì)算機(jī)連接。
[0007]所述應(yīng)變片均勻分布在左管道圓筒段、右管道圓筒段、法蘭錐頸段和法蘭盤外壁上，且沿周向均勻分布。
[0008]本外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，法蘭待測(cè)空腔的左端設(shè)置有一臺(tái)泵，在泵的輸出管線上有一個(gè)閥門，輸出管線直接與左管道接通，用泵將介質(zhì)輸送到法蘭待測(cè)空腔內(nèi)，并在法蘭待測(cè)空腔內(nèi)設(shè)置壓力傳感器和溫度傳感器，該溫度傳感器監(jiān)測(cè)法蘭待測(cè)空腔內(nèi)介質(zhì)的溫度，該壓力傳感器測(cè)量法蘭待測(cè)空腔內(nèi)的壓力；管道的下方設(shè)置有支撐支架(支座)，管道上方設(shè)置有排氣閥門；法蘭采用螺栓進(jìn)行連接，并用墊片進(jìn)行密封；所述法蘭待測(cè)空腔的中部設(shè)置有一電加熱裝置，可對(duì)法蘭待測(cè)空腔內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0009]所述外彎矩加載機(jī)構(gòu)主要由液晶控制面板、液壓加載裝置、加載支架和加載臂構(gòu)成；所述液壓加載裝置可以由液晶控制面板來(lái)控制，根據(jù)測(cè)試的需要來(lái)進(jìn)行合理的加載，即可以提供從零加載到量程內(nèi)任意想要的載荷值。加載支架與液壓加載裝置的伸出桿焊接為一體。所述液壓加載裝置可提供量程內(nèi)任意大小的力，所述加載支架上設(shè)有加載臂，加載臂可在加載支架上左右移動(dòng)，與管道下的支座共同作用，提供不同類型的彎矩，所述加載臂與左管道、右管道接觸。
[0010]本外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由管道法蘭連接機(jī)構(gòu)(管道法蘭連接機(jī)構(gòu)由泵、管道、法蘭、盲板等組成)、介質(zhì)加熱機(jī)構(gòu)、外彎矩加載機(jī)構(gòu)和應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)組成，泵在法蘭待測(cè)空腔內(nèi)制造高壓環(huán)境，法蘭待測(cè)空腔的中部設(shè)置有一電加熱裝置，將法蘭待測(cè)空腔內(nèi)介質(zhì)加熱到指定溫度，溫度、壓力傳感器來(lái)測(cè)量法蘭待測(cè)空腔的溫度、壓力。所述外彎矩加載機(jī)構(gòu)在法蘭兩端的管道(左管道、右管道)上施加液壓加載裝置量程內(nèi)的任意力，該力結(jié)合管道下方的支座形成彎矩，控制力的大小即控制彎矩的大小。
[0011]本實(shí)用新型利用泵或空氣壓縮機(jī)為管道法蘭連接機(jī)構(gòu)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(cè)試，可以測(cè)量法蘭連接在高溫高壓條件承受外彎矩作用下的應(yīng)力。本實(shí)用新型適用于液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)。本實(shí)用新型可以準(zhǔn)確測(cè)試管道圓筒段、錐頸段和法蘭盤外壁上的應(yīng)力，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同壓力、溫度條件下的法蘭上的應(yīng)力水平，判斷是否有內(nèi)部裂紋以及裂紋擴(kuò)展情況。本實(shí)用新型應(yīng)力測(cè)定準(zhǔn)確，對(duì)科研和工程皆具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1中D的放大圖。
[0014]圖中:1-泵、2-閥門、3-排氣閥、4-左管道、5-電加熱裝置、6_液晶控制面板、7_加載支架、8-液壓加載裝置、9-加載臂、10-墊片、11-螺栓、12-法蘭、13-盲板、14-電加熱器電柜、15-支座、16-底流口閥門、17-溫度傳感器、18-壓力傳感器、19-計(jì)算機(jī)、20-應(yīng)變儀、21-應(yīng)變片、22-右管道。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]如圖1、圖2所示，一種外彎矩作用下高溫管道法蘭應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括左管道4、右管道22，以及連接左管道4和右管道22的法蘭12，所述法蘭12通過(guò)螺栓11進(jìn)行連接，并采用墊片10進(jìn)行密封，左管道4、右管道22、法蘭12形成法蘭待測(cè)空腔，所述左管道4上設(shè)有排氣閥3，所述右管道22上設(shè)有底流口閥門16 ；
[0017]所述左管道4通過(guò)閥門2與泵I連接，所述右管道22與盲板13焊接；所述法蘭待測(cè)空腔內(nèi)設(shè)有溫度傳感器17、壓力傳感器18、通過(guò)電熱器電柜14控制的電加熱裝置5，該溫度傳感器17監(jiān)測(cè)法蘭待測(cè)空腔內(nèi)介質(zhì)的溫度，該壓力傳感器18測(cè)量法蘭待測(cè)空腔內(nèi)的壓力，該電加熱裝置5可對(duì)法蘭待測(cè)空腔內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行加熱；
[0018]所述系統(tǒng)還包括外彎矩加載機(jī)構(gòu)和應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)，所述外彎矩加