CN101095037B - 用于喷嘴的焊缝检验设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用以检验把喷嘴固定到容器等上的焊缝的完整性的焊缝检验组件，包括：一对设置在喷嘴任一端的板或盘，以及大致同轴延伸的、直径小于喷嘴管干的环形本体。该组件形成了一个小体积的密封区域，从而可以有效地进行焊缝检验。

Description

用于喷嘴的焊缝检验设备和方法
共同待决申请的交叉索引
本申请要求享有2004年12月30日提交的、申请号为US60/640093的申请以及2005年3月22日提交的、申请号为US60/663871的申请的优先权，上述申请的全部公开内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于焊缝检验、尤其是用于喷嘴或类似设备上的焊缝检验的设备和方法。
背景技术
在化学或石油化工厂等地方中，经常需要把流体材料从一个地方或从储存室输送到另一个地方。上述材料的输送工具一般包括诸如管道或管子、存储器或反应容器等设备，上述设备通常都由金属制造而成。输送设备的各个部件的接合通常通过把必要的部件焊接在一起而完成。例如，当连接管子的相邻端部时，通常给各端部都提供焊接在各对应的端部的法兰，其然后通过螺栓连接在一起形成密封。可选地，为了形成所需要的管道，管子或其他设备的端部也可以直接焊接在一起。无论哪种情况，将可领会的是，每个焊接接头都必须形成完全的密封以防止运输材料的漏泄。当操作具有潜在危险(即可燃)或有毒性的材料的情况时尤其如此。
出于安全上的考虑，通常需要定期地对用于接合各个设备部件(例如管子、容器、法兰等等)的焊缝的完整性做检验。然而，在试图检验用于把喷嘴连接到管子或者容器上的焊缝的完整性时，遇到了一个特殊的问题。喷嘴通常包括一个短的管道，该管道的一端插入或抵接管子或容器中的开口，而相对一端具有一个法兰。喷嘴的管道部分和管子或容器以及与法兰的之间的连接分别通过焊缝密封。在已知的现有技术中，喷嘴的直径尺寸可以位于小于1英寸到若干英尺的范围内。
现有技术中，已有多种不同的对管子焊缝的完整性进行检验的工具。例如，美国专利No.6131441和5844127(Berube和Carson)(其公开的全部内容在此引入作为参考)教导了焊缝检验工具，其隔离出管子的一个特定区段(例如，一个包括焊缝的区段)并使所述区段受到位于由所述工具和管子内表面所限定的受约束的环形空间内的高压流体的作用。环形空间内的流体压力被监测，借此，任何压力下降都表示焊缝存在漏渗。
美国专利No.5024079(Dufort)教导了一种用于检验带法兰的管子上的焊缝的工具.该工具包括第一部件，该第一部件插入到法兰中，其部分地延伸进入该管子的管段内.该第一部件相对管壁密封.该工具的第二部件配置在该管子的外部，抵接法兰开口地支承.上述两个部件通过一根轴向延伸穿过管子的杆而连接到一起，该杆的直径要远小于管子的直径.如此的布置形成了一个环形空间，在该环形空间中充满了加压流体.但该参考文献并没有教导一种能够用于设置在容器上的喷嘴的工具.此外，由于必须根据被检验管子的直径来确定该工具大小，因此当其用于大直径设备时，该工具的重量决定了它非常难以安装和使用.
美国专利No.6367313(Lybyk)教导了另外一种检验工具或接插头，用于检验管子上焊缝的完整性。该参考文献里的该工具被设计成可以根据不同管子直径而进行调节，但是其仍然包括一种类似上文提及的美国专利5024079中的结构。该参考文献同样没有教导一种能够用于容器喷嘴上的工具，而且也包括如上文中所述的同样的缺点：当应用于大直径管子时，工具的重量增加。
然而，美国专利No.6463791(Berube和Carson)(其公开的全部内容在此引入作为参考)确实教导了一种用于检验用以固定喷嘴的焊缝的设备。如该参考文献的图1所示，该设备包括放置在容器(举例来说)内表面上的第一密封板和固定在喷嘴的外法兰部分的第二密封板。如此，喷嘴处的空间被密封，且加压流体导入其中。一旦该空间被充满，则如上所述地监测压力，任何漏洞都可以被检测出来。虽然该设备提供了一种用于检验喷嘴焊缝的精确和有效的装置，但是该设备的尺寸和重量使其不方便在大型喷嘴上应用。
此外，将可理解的是，检验设备——尤其是那些大尺寸的检验设备——要求至少有两名技术人来对设备进行适当的定位和实施检验。在该情况下，至少需要一位技术人员位于容器内部，处于喷嘴的里面的那一端，还至少需要一位另外的技术人员位于容器外部，处于喷嘴的法兰的那一端。因此，经常需要提供一种在技术人员之间的通讯方法，以正确地共同完成该检验。虽然喷嘴开口本身也是一种通信装置，但是由于正如前面所述的，许多现有技术中的设备完全密封了喷嘴开口，从而阻碍了通过喷嘴开口进行通信。可以理解的是，在可能存在残余的可燃气体等的许多情况下，电子通信装置不能使用。此外，由于密封了大的喷嘴开口，现有技术的设备同样也阻碍了技术人员最快地进入和退出，这可能会形成安全隐患。
因此，期望能有一种用于喷嘴的检验工具，其克服现有技术设备所存在的一些缺点。
发明内容
一方面，本发明提供了一种焊缝检验组件或装置，其用于检验把喷嘴固定到容器等上的焊缝的完整性，其中所述组件包括位于所述喷嘴外部的第一构件、位于所述喷嘴内部的第二构件和延伸入所述喷嘴的环形管子，由此在所述喷嘴内形成一个包围住所述焊缝的密封的环形空间。然后该密封空间可以填充加压流体，监测压力以指示渗漏。
另一方面，本发明提供了一种用于检验把喷嘴固定到容器等上的焊缝的方法，包括：在喷嘴管干内部形成包围住一个或多个焊缝的密封的环形空间，以及给所述密封的空间填充加压流体并且监测压力以指示渗漏。
因此，一方面，本发明提供了一种焊缝检验组件，其用于对把喷嘴固定到容器上的焊缝进行压力检验，所述喷嘴具有焊接到容器壁开口上的管干部分以及从所述开口向外延伸的相对的法兰部分，所述组件包括：
-第一锚固构件，其能够抵着所述喷嘴法兰部分地安装；
-第二锚固构件，其能够抵着所述容器壁内表面地安装并盖住所述开口；
-环形本体，其在所述第一和第二锚固构件之间延伸并将所述第一和第二锚固构件连接起来，在使用时，所述环形本体适于延伸穿过所述管干部分；
-第一密封构件，其用于在所述环形本体与所述第一锚固构件或管干部分之间形成密封；和，
-第二密封构件，其用于在所述环形本体与所述第二锚固构件之间形成密封；
-从而，当所述组件处于适当的位置上时，在所述第二锚固构件、环形本体和管干部分之间形成密封区域；和，
-一个或多个端口，用于对所述密封区域进行填充和加压。
因此，在另一方面，本发明提供了一种对把喷嘴固定到容器上的焊缝进行压力检验的方法，所述喷嘴具有焊接到容器壁开口上的管干部分、以及从所述开口向外延伸的相对的法兰部分，所述方法包括：-在所述管干部分内部形成密封的环形空间，所述空间由管干壁的内表面界定，所述环形空间包围住一个具有一个或多个焊缝的区域；
-给所述环形空间填充加压流体；
-利用流体给所述环形空间加压，同时监测压力。
因此，在又另一个方面，本发明提供了一种对把喷嘴固定到容器上的焊缝进行压力检验的方法，所述喷嘴具有焊接到位于容器壁开口上的管干部分、以及从所述开口向外延伸的相对的法兰部分，所述方法包括：
-提供第一锚固构件，其支承在所述喷嘴的法兰部分上；
-提供第二锚固构件，其支承在所述容器壁的内表面上并盖住所述开口；
-提供环形本体，其外直径小于所述管干部分的内直径；
-把所述环形本体大致同轴地插入管干部分；
-通过在所述环形本体和管干部分之间形成第一密封和在所述第二锚固构件和容器壁的内表面之间形成第二密封，在所述第二锚固构件、环形本体和管干部分之间形成密封区域；和，
-对所述密封区域进行填充和加压。
附图说明
通过下面的结合附图的详细说明，本发明的这些以及其他特征将会变得更加明显，其中：
图1是已知的现有技术中的一种用于喷嘴的焊缝检验设备的横截面视图。
图2是本发明设备的按照一个实施方式的横截面视图。
图3是本设备的调整螺栓的横截面视图。
图4是本发明的另一个实施方式的局部横截面视图。
图5是本设备的管子的沿图2中A-A线的端视图。
图6是按照一个实施方式的本设备的盖件的内部立体图。
图7是按照一个实施方式的本设备的盖件的内部立体图。
图8是图7盖件的外部立体图。
图9是图7盖件在使用时的横截面视图。
图10是图9中的一个细节的局部横截面视图。
图11是图7盖件的剖视立体图。
图12是本发明的另一个实施方式的局部横截面视图。
图13是本发明设备的按照另一个实施方式的横截面视图。
图14是本发明设备的按照另一个实施方式的横截面视图。
图15是图14中的一个细节的局部横截面视图。
图16是图14中的外板的俯视图。
具体实施方式
所有本发明的描述中，下列术语将设定为具有下列相关含义：
″容器″-需理解成意味着所有这样的装置或设备，其中喷嘴附于其上。因而，术语″容器″将包括容器本身、管子、圆筒和其他任何类似装置。将可理解的是，该术语″容器″在此简单地用来方便地包括所有类似的装置或设备。
″环形″-该术语用来描述一个本体，该本体具有至少一个外径和至少一个内径。因此，″环形的管″将被设定为一种具有内径和外径的空心管。″环形盘″将被设定为一种物体，该物体具有一外径和一中心孔并由此形成一内径。
″盘″-该术语用来表示大致呈二维圆形的物体以及其他的″盘″，包括周向的法兰等等。
图1显示了一种本领域已知的而且已被美国专利No.6463791教导的喷嘴焊缝检验设备。如图所示，喷嘴10包括管干11和通过焊缝13连接到该管干一端的法兰12。该管干的相对端通过另一条焊缝15连接到容器14的一个开口上。该检验设备包括第一内部密封板16，其放置在容器14内部以密封喷嘴的内端。该设备还包括第二外部密封板17，其与法兰12相对地设置并通过螺栓18连接到该法兰12上。将可理解的是，如本领域内公知的，垫圈、O形环以及类似密封件将用来实现所期望的密封。例如，可以利用O形环19来实现内板16和容器14的壁之间的密封。内部和外部的密封板16和17通过一根或多根连杆20相连接。连杆20的绷紧使得内板抵接容器的内壁而密封。这导致喷嘴10的容积被密封住。端口21用来把加压流体导入喷嘴容积中。为了进行该检验，喷嘴内的压力被加升到预定的程度，并且监测该压力。任何的压力下降或者漏渗都能表明焊缝13和15存在缺陷或渗漏。
如上所述，现有技术的设备虽然是有效和精确的，但是需要完全地封闭喷嘴开口，并且，尤其对于大型喷嘴而言，需要不易操纵和装配的笨重设备。当喷嘴的管子部分局部地延伸入容器的内部时，会遇到另外的问题。可以看出，如果不能实现内板16和容器壁之间的正确密封，则如此的配置就会使得该设备无法使用。
图2示出按照本发明的一个方面的喷嘴检验工具。如图所示，类似于图1所示的喷嘴，喷嘴30包括管子部分或管干32和法兰34。管干32通过焊缝38连接到容器壁36的开口上。喷嘴的法兰34通过焊缝40连接到管干32。出于描述的目的，在此使用附于容器上的喷嘴作为例子。然而，可理解的是，使用本发明的设备来检验的喷嘴可以附于其他不同的设备上——例如附于另一个管子上等等。
本发明的设备如图所示具有一个主体，该主体包括纵向延伸的环形本体42，该环形本体42大致具有管子形状并与喷嘴的管干32大致同轴.管子42的外径被选择或设计成小于喷嘴的管干32的内径.该管子42具有第一内端部44，所述第一内端部在使用时通向容器36，并且具有相对的第二外端部46，所述第二外端部在使用时通向大气.管子42的该外端部46包括外展的部分或法兰48，该外展部分或法兰的外径大于管子42的外径.该管子法兰48优选与管子42一体成形；但可以理解的是，管子法兰48也可以是通过焊接或其他密封配置的方式连接到管子42.
该设备还包括在该设备使用时适于放置在容器36内的内部密封板或盖件50。盖件50优选包括一盘形的板部52和一适于抵接容器壁36内表面的环形部分54。该环54垂直于板52延伸，并可与板52集成一体或者通过焊缝或其他连接装置连接到板52。该板包括一大致居中的开口56，该开口的直径优选比上述的管子42直径更小。盖件50可以是一个单件，或者由可以连接在一起而形成整个本体的两个或更多个部分(下文将会进一步论述)组成。通常，这些部件被插入容器中并在其中连接到一起。该特征对于喷嘴开口相对较大的情况是有利的，同时对盖件50的较小部分的操作更加方便。在其它情况下，该盖件的各部分可以穿过喷嘴本身然后从里面连接到一起。
所述设备的管子42还包括一法兰57。法兰57设置在管子42的内表面上，靠近第一端部44，并径向朝内延伸。法兰57可以与管子42一体成形，或通过焊缝或其他装置连接到管子上。如图2和5所示，该法兰57包括一截面形状大致呈″L″形的环，其一侧焊接到管子42的内表面。可以理解的是，法兰57可以由两个或多个部件形成，以使运送和操作更为便利。然而，当装配时，这些部件组合形成环。关于盖件50的更多特征将参照图6a和6b在下文论述。
管子42的法兰57和盖件50的板52分别设置有配合孔51和53，借此，当这些孔对准时，螺栓57可以从中延伸穿过以将管子42固定到盖件50上。当附连好时，盖件50的朝向使得环54沿与管子42相同的方向延伸。
本发明的设备也优选地包括支承环60，所述支承环在设备使用时靠近管子42的外端。该支承环60具有比管子外径更大的内径，因此该环可以在该管子上滑动。该支承环60包括和通常设置在喷嘴的法兰34上的孔59相对应的孔61。
现在将要结合其使用对本发明的设备进行描述。首先，支撑环60在管子42上滑动并移向法兰48。然后把管子从外部插入喷嘴内，从而，当完全插入时，支承环60抵靠在喷嘴法兰34的外表面上。从容器的内部，盖件50定位在管子42的内端44上，使管子41法兰57上的孔51和板52上的孔53相对准。为了辅助孔51和53的这种定位和对准，管子42和盖件50都可以设置有本领域已知的定位销。盖件50如此定位，使得环54向容器壁36方向延伸。一旦孔51和53对准了，螺栓58就穿过并插入其中，同时拧紧配合螺母以迫使管子42的端部抵着板52。在管子42的端部和板52之间配置诸如O形环55之类的密封件，如此，一旦螺栓58被拧紧，在该管子的端部和该板52之间就形成了密封。O形环55优选位于设置在管子42端部和/或板52上的凹部或沟槽内。在与容器壁36抵接的环54的边缘处也设置有O形环63或其他这样的密封件。O形环63优选位于与容器壁内表面抵接的环54的边缘上的凹部或沟槽内。
在管子的相对端部46处，需要另一个固定机构.首先，支承环被定向以使设置在其上的孔61和通常位于法兰34上的孔59相对准.如图2所示，在支承环60和法兰34之间设置有垫圈62.该垫圈可以是本领域所公知的任何类型的密封件——例如垫片或O形环，并且可设置成环形(其需要在插入喷嘴之前先把垫圈滑过管子)或其他为本领域普通技术人员所知的、可以实现支承环60和法兰34之间的期望密封的任何形状.垫圈62如图所示的是基本上覆盖法兰34的表面.然而，将可理解的是，该垫圈的尺寸对于本领域的技术人员来说是显而易见的.
一旦孔61和59被对准，螺栓64被穿过并插入其中，通过配合螺母66实现固定。该螺母被拧紧以实现支承环60和法兰34之间的密封。将可理解的是，支承环的固定可以在将盖件50固定到管子42的内端部的步骤之前、之后或在此期间完成。在图示的实施方式中，螺母和螺栓66和64分别提供了密封支承环60和法兰34的机械装置。在其他的实施方式中，螺母和螺栓可以替换为液压夹具等等。对于本领域的技术人员来说，显而易见的，也能实现支承环60和法兰34之间密封的其他类型的夹紧装置。
一旦盖件被固定到管子42内端部44、支承环被固定到喷嘴的法兰34，该设备因此可以固定在适当的位置。为实现此目的，在管子法兰48和支承环60之间设置若干调整螺栓68。所述调整螺栓68延伸穿过设置在管子法兰48上的孔70，并且设置有与支承环60抵接的承座72。在图3中，调整螺栓68和承座72显示得更加清楚。如图3所示，每个调整螺栓包括配合螺母74，当该螺母74被拧紧时，其迫使承座72抵着支承环60。在承座72和支撑环60的表面之间设置有诸如O形环之类的密封件，以在其间形成密封。如图3所示，在与支承环60抵接并邻近管子42的表面处，承座72优选包括一楔形或斜面78。在这个配置中，当该承座被迫向支承环60方向时，该楔形78使O形环76产生变形并迫使O形环在支承环60和管子42外壁之间形成密封。在其他的实施方式中，螺栓68可以替换为可以实现相同目的的其他的力学或液压装置。
本领域技术人员可以理解的是，由于支承环60抵靠在喷嘴法兰34上，因此，拧紧螺母74会使得管子42向外移动而离开喷嘴30。因而，固定在管子42上的盖件压紧容器壁36，并通过O形环63在它们之间形成密封。
承座72可以设置成多种不同的结构。例如，该承座可以由单个部件组成，其中多个承座沿着管子42的周向设置。在优选实施方式中，该承座由单个的环组成，其通过多个螺栓68拧紧。承座72的环形结构用于给O形环76施加均匀的压力并且在管子42周围形成均匀的密封。
如上所述，本发明的管子42的外径小于喷嘴管干32的内径。因而如图2中所示，在管子42和喷嘴30之间形成了一个大致环形的空间80。该空间80的密封是通过O形环(或其他类似密封件)55、63和76和垫圈62而实现的。管子设置有一个或多个通向该环形空间80的开口或端口82。优选设置两个端口82，其中一个连通到加压流体源(图中未显示)，另一个当作该空间80的出口。对本领域技术人员来说，显而易见的是，端口82的实际数量可以改变。此外，虽然端口82如图所示是设置在管子42上，但可理解的是，一个或多个端口也可以设置在其他不同位置上，例如设置在盖件50或是管子法兰48上。进一步，将可理解的是，一个或多个端口可以设置有减压阀。
在操作中，一旦本设备被固定到喷嘴、形成环形空间80并相对外界环境密封，则加压流体被导入该空间80。如果存在一个或多个排出端口，则该空间的任何气体都可以容易地排出。如果仅使用一个端口，这样的排出可以通过填充和排出的逐步的方式完成。一旦该空间80被填充和加压，则通过一个或多个测量仪表(图中未示出)对压力进行监测。任何的压力下降都表示一个或两个焊缝38和40可能存在渗漏。
本领域的技术人员可以理解的是，本发明设备相对于现有技术具有许多的优点.例如，由于管子42的管腔保持开口，因此可以给处于容器里面和外面的进行检验的技术人员之间提供一种畅通的通信装置.此外，对于具有足够大的开口的喷嘴而言，本发明提供一种不需要形成其他的开口就能使人员穿过本设备的管腔而进入和退出容器的装置.如果待检验的是小的喷嘴，其开口没有大到足以使人从中通过，但是也足以给处于喷嘴两侧的人员提供一种简单的通信装置.而且，通过本发明，由于检验流体仅占据邻近管壁的一个环形空间而非待检验喷嘴的整个容积，因此，同现有技术的装置相比，所需加压流体的体积大大减少.进一步的，由于免除了对喷嘴的整个开口进行密封(通过利用现有技术的实心板)的需要，本设备的重量也大为减轻.
在上文的描述和附图中，示出容器在喷嘴周围的区域是平的。然而，将可理解的是，如图1所示，可以适应任何几何形状的容器。同样将可理解的是，可以选择内部密封板或盖件50的形状以与特定的所讨论的容器几何形状相适应。
图4显示了本发明的另一个实施方式，其用以适应这样的喷嘴：其中管干伸进容器内，为清楚起见，涉及的同样的元件使用相同的附图标记但增加字母″a″。在这个实施方式中，喷嘴管干32a局部地延长超出容器壁36并伸进容器内。因此，盖件50a设置有一长形的环54a(即比先前描述的环54具有更大的宽度)，从而它可以套住管干32a的伸长部分并仍旧和容器壁36a形成密封。
图4也显示了一个实施方式，其中如上所述，端口82a设置在盖件50a上。例如，本设备(图2、图4或这里论述的任何其他实施方式)可以包括一个位于管子42、42a上的填充端口和一个在盖件50、50a上的排出端口。此配置也可以是反过来的。
图5所示的是本发明的管子42的从内端部44、沿图2的A-A方向观察的端视图。图5示出了法兰57和孔51。同时也显示了O形环55，其可以设置在管子42的端部。在这些讨论中，将可领会的是，螺栓等的相对尺寸和数量可以根据本发明的设备的具体应用而变化。例如，图5表明使用了8个孔(51)。然而，孔的数量将可以根据本设备的总直径而变化。
图6显示的是本发明的盖件50，此时其设置成单件。如图所示，如上所述地，该盖件包括密封件55和63。
图7到图10显示了本发明的标记为50的盖件的一个实施方式，其中该盖件分为两个部分。如图7和8所示，该盖件50的两个部分65a和65b分别设置有法兰状的伸出部84a和84b，其中每个伸出部都具有一个或多个的孔86，连接螺栓(图中未示出)穿过所述的孔。螺栓用于把部件65a和65b组装在一起以形成盖件50。如图7和8所示，通过把盖件设置成两个(或更多)部件，盖件可以如上所述地更容易地操作。此外，如果喷嘴开口用作进入容器的入口，则盖件50的各个部件可以通过喷嘴开口运送进容器，并在容器内完成装配。图7示出如上所述的连同盖件50c一起使用的密封件55和63。如上所述，通常由O形环组成的密封件55和63设置在凹部中。图9示出所使用的两件式盖件50c。可以观察到，盖件的分体式实施方式的使用方式和上文论述的例如图2中的一致。图10所示的是图9一个部分的放大视图，其示出了密封件55和63。如上所述，密封件55优选位于设置在管子42的内端部44(即位于容器内的端部)和/或板52(由盖件部件65a和65b的板部分52a和52b组合而成)上的凹部或沟槽内。此外，密封件63优选位于设置在环54(由盖件部件65a和65b的环部分54a和54b组合而成)的边缘上的凹部或沟槽内。
在图7到图10所示的分体式的盖件中，优选地，密封件用于两个(或更多)部件所形成的接缝处。该密封件显示于图11中。如图11所示，各部件65a和65b的抵接端上设置有凹部或沟槽106。一个弹性密封件108位于沟槽106内。如图所示，该密封件大致为″L″形，以和环54以及板52部件的形状相配合。该密封件108优选包括O形环密封件的一部分。如图所示，该密封件108也包括一增大部分110以适应密封件108和设置在板52上的密封件55之间的″交叉″点。
本发明进一步的实施方式如图12所示，为清楚起见，其中和先前描述一致的部件使用相同的附图标记但增加了字母″b″。为了便于观测，图12显示的是设备和喷嘴组合的半个部分。在该实施方式中，如图12所示，本设备的管子42b设置有较大的法兰48b。此外，该实施方式的支承环60b包括一垂直延伸的法兰88，该法兰88延伸而远离喷嘴。保持环90附于法兰88上，该保持环90包括具有相联承座94的螺栓92。保持环90可以通过如图12所示的螺钉96或以相对本领域技术人员显而易见的其他任何方式固定到法兰88上。如上述的实施方式中，承座90优选为平的环。
使用图12所示的设备时，支承环60b与相联的法兰88首先固定到法兰34b的外表面上。然后管子42b插入喷嘴开口，盖件50b如上所述固定于其上。保持环90然后附于支撑环60b的法兰88上。优选地，在附到法兰88上之前，先把具有相联承座94的螺栓92连接到保持环90上。利用螺母拧紧螺栓92直到建立起密封。该密封是通过诸如图12所示的O形环98的密封件的变形来实现的。随后，加压流体经过端口82b被导入以填充形成于本设备和喷嘴之间的空间。将可理解的是，可以在本设备的不同位置处设置一个或多个其它端口。压力的增大使得管子法兰48b承靠承座94，借此进一步增大由O形环98引起的密封力。在如图12所示的实施方式中，本设备还设置有若干支撑杆100，所述支撑杆100的第一端部102抵靠容器壁36b，而相对的端部104抵靠支撑环60b。绕着支撑环60b的周向，优选以间隔分开的方式设置6根或更多的支撑杆100。在检验压力在设备上产生过度横向应力的情形下，支撑杆100用于抵着容器壁36b地支撑支承环60b。例如将可理解的是，如果使用了非常高的压力，支撑环60b可能会受到绕法兰34b转动的转矩的作用。而支撑杆100可以防止这样的移动。在另一个实施方式中，可以加载支撑杆100以在支撑环60b和容器壁36b之间形成轴向压力。该载荷(可以应用对本领域技术人员来说是显而易见的弹簧、千斤顶、螺杆以及其他方式来施加)用以在支撑环60b和容器壁36b之间施加一个分开的力，由此给焊缝38b和40b施加一个额外的应力。换言之，除了如上所述的在检验过程中所施加的径向应力之外，杆100也可以给焊缝施加轴向或纵向的应力。将可理解的是，术语″轴向″或″纵向″用于指代喷嘴的纵向轴线。本领域技术人员可以理解的是，该额外应力模拟了焊缝检验时的极端情况。如上所述，轴向应力通过支撑杆100施加。然而，其他的施加轴向应力的装置对于本领域的技术人员将是显而易见的。例如，可以利用任何形式的外部设备来把喷嘴″拉″离管子。这样的设备可以产生类似于杆100的轴向应力。在一替换的实施方式中，杆100可以替换成液压千斤顶机构。
本发明另一个实施方式如图13所示，为清楚起见，其中和先前描述一致的部件使用相同的附图标记但增加了字母″c″.在图13的实施方式中，本设备的盖件50c和管子42c相连接而形成一体的结构.如图所示，盖件50c通过焊缝112焊接在管子42c的内端部44c.如此，在管子42c的端部和盖件50c的板部分52c之间就不需要密封件了.将可理解的是，管子42c的外端部46c的结构需要与图2所示的不同.具体来说，本实施方式中，由于盖件50c永久地附于管子42c上，因此本设备需要从容器36(或是其它的附着有法兰的管子或设备)内部插入穿过法兰开口.因而，管子42c的外端部46c需要具有这样的直径：可以允许其穿过法兰34c的开口.为此，图13的实施方式中的管子42c包括外端部46c，所述外端部46c不具有附着的管子法兰(图2中的48).作为代替地，提供一个独立的套环114以把管子42c连接到法兰34c上.
如图13所示，该套环114大致具有″L″形的横截面，其中包括适于固定到管子42c上的第一部分116和大致垂直于该第一部分的、适于容纳调整螺栓68c或其他类似功能的机构或液压装置的第二部分118。套环114的第一部分116可以通过螺栓120固定到管子42c上。将可理解的是，也可以设置任何其他的可释放的连接方式。和上文图2涉及的实施方式类似，调整螺栓68c用以将本设备定位并抵着法兰34c地密封。如同先前描述，密封件76c压紧管子42c的外表面，由此在管子42c和法兰内表面之间密封出一个大致环形的空间。
图13也显示了图2中的承座72的代替方式。具体来说，该设备包括两个同心的密封环122和124。该第一环122与调整螺栓68c相邻设置，用以迫使第二环124抵着法兰34c的外表面。第二环124上设置有弹性密封件126，用以在第二环124和法兰34c之间形成密封。在优选的实施方式中，在坏124的表面上设置有凹部或者沟槽，用以定位并容纳密封件126。另一个密封件128与第一密封环122相关联，用以在第一环122和管子42c之间形成密封。为此，第一环122设置有与管子42c相邻的楔形或斜面部分130，以迫使密封件128抵着管子42c的壁。由图13可见，当调整螺栓68c被拧紧时，第二环124和密封装置126压紧在法兰面上，并在其间形成第一密封。类似地，第一环122压紧第二环124，由此将密封件128″挤″紧在管子42c的壁上，由此形成第二密封。设置在管子42c(或者在其他实施方式中设置在盖件50c上)上的端口82c然后给位于管子42c和内法兰表面之间的密封空间填充并加压来进行完整性的检验。
图14和15所示的是本发明进一步的实施方式，其中只对喷嘴管干和容器之间的焊缝进行检验。在图14和15中，为清楚起见，涉及的相同元件使用相同的附图标记但加以字母″d″。如图所示，该实施例的设备包括适于插入喷嘴管干32d中的环形本体150。环150包括局部延伸进入附有喷嘴的容器36d内的第一端部152和配置在喷嘴管干32d内的相对的第二端部154。如图所示，该环形本体150的直径尺寸小于喷嘴管干32d，由此有间隙存在于其间。在容器内部设置有密封板或盖件50d。该盖件50d包括板部分52d和大致垂直的环部分54d。盖件50d的板部分52d包括适于容纳环形本体150的第一端部152的沟槽156。沟槽156还包括例如O形环的弹性密封件158，用以密封盖件50d和环形本体150之间的接合处。盖件50d的环部分54d包括位于与容器壁抵接的端部处的凹部或沟槽，其中设置有诸如O形环的弹性密封件，由此可以在盖件50d和容器36d之间形成密封。
前板162设置为抵着环形本体150的第二端部154.前板162包括环形形状的盘，所述的盘的直径和环形本体150的直径大致对应.优选地，环形本体的第二端部154具有朝喷嘴管干32d成锥形的斜面或楔形形状的部分153.楔形153上设置有诸如O形环164之类的弹性密封件，该弹性密封件通过前板162保持在位.将可理解的是，当前板受迫抵着环形本体150的第二端部154时，楔形153使得O形环背离喷嘴管干32d的内表面变形.位于盖件50d上的沟槽156设置有类似的诸如O形环166之类的弹性密封件，使盖件50d和环形本体150的第一端部152之间能够形成密封.如同第二端部，环形本体的第一端部152也优选包括斜面或楔形部分，以在盖件50d受迫抵着环形本体150的第一端部152时对密封件166的变形进行导向.
本设备还包括外板168，外板168包括一环形的盘。该外板168位于喷嘴外部，并固定到喷嘴的法兰部分34d。如图16所示，该外板包括两列的孔：外列170和内列172。外列的孔170设置在较靠近板168的外径处，并且和设置在喷嘴法兰部分34d上的螺栓孔59d相对准。如此，螺栓174将外板168固定到法兰34d的外表面上。内列的孔172大致沿圆周方向均匀分布。多个拉紧螺栓176延伸穿过所述内列的孔172。拉紧螺栓也延伸穿过设置在环形本体150和密封板或盖件50d上的孔。拉紧螺栓的一个或两个端部具有螺纹，并设置有配合螺母178。将可领会的是，虽然图14和15所示的螺栓两端都具有螺纹和螺母，但其仅需一端具有螺纹和螺母即可。拉紧螺栓176或者是全部设有螺纹的，或者至少在靠近环形本体150的第二端部154处包括一螺纹部分。在各拉紧螺栓176上设置有密封螺母179，对此下文还将进一步论述。
在图14和15所示的配置中，如上所述，可以看到当拉紧螺栓上的螺母被拧紧时，外板168和密封板50d被压到一起。在这个过程中，又由于外板168的移动因为其抵靠的法兰部分34d而受到限制，所以，密封件160压紧容器壁36d的内表面，由此在容器壁36d和盖件50d之间形成密封。一旦完成了这个步骤，密封螺母179被拧紧，由此把环形本体150迫向盖件50d。在该过程中，密封件158和164都产生变形。结果，在盖件50d和环形本体的第一端部152之间(通过密封件158)形成第一密封，以及在前板162、环形本体150的第二端部154和喷嘴管干32d的内表面之间(通过密封件164)形成第二密封。可以发现，一旦如此地定位本设备，就形成了界定于盖件50d、环形本体150、前板162和喷嘴管干32d之间的环形密封区域180。
环形本体150包括一个或多个、优选至少两个的端口82d，如上所述，通过该端口可以给密封区域180填充检验流体并加压。在一个实施方式中，环形本体的外直径可以选择性地包括一个凹部182，借此，环形本体150和喷嘴管干32d之间的空隙变大以容纳更多体积的检验流体。
将可领会的是，本设备的图14和15所示的实施方式重点在于检验将喷嘴管干32d的底部连接到容器壁36d上的焊缝38d。在设备并没有延伸到上焊缝——例如显示的40d——的情形下，将可理解的是，其他任何已知的设备可以用来进行这样的检验。美国专利No.6131441和5844127提供了可用于检验焊缝40d的设备实例。
在一个优选实施方式中，盖件50d设置有定位块184，以便于本设备在容器内部的定位。
虽然上述根据图14和15的描述表明盖件由一个单一整体组成，但可以理解，如上所述地，盖件50d可以设置成可在工作现场(或在容器本身的内部)装配在一起的一个或多个部分。此外，盖件50d可以由独立的板(52d)和环(54d)部分组成，它们可以利用已知的方式和适当的密封件连接在一起。另外，盖件50d可以设置有一个或多个端口82d，作为设置在环形本体150上的端口的代替或补充。
将可理解的是，上述论述中使用的几何学术语，例如环形、盘、圆周等等，是为了介绍时的方便.但是，这些术语不能解释为将本发明限制到喷嘴的任何具体形状，并且，对于本领域技术人员来说，显而易见地，可以为适应喷嘴不同形状和设计而做出的不同变化.
虽然已经参照几个具体的实施例来描述本发明，然而其中的对于本领域技术人员来说是显而易见的不同的变化并没有背离本发明的由附加的权利要求所限定的精神和范围。在上文中叙述的现有技术的公开的整体内容在此引入作为参考。

Claims (12)

1.一种焊缝检验组件，其用于对把喷嘴固定到容器上的一个或多个焊缝(38，40)进行检验，所述喷嘴具有焊接到容器壁(36)开口上的管干部分(32)以及从所述开口向外延伸的相对的法兰部分(34)，在安装状态下，所述组件包括：
-大致呈环形的第一锚固构件(60，168)，其能够通过密封件(62，126)抵着所述喷嘴的所述法兰部分(34)地安装；
-大致呈环形的第二锚固构件(50)，其能够通过密封件(63)抵着所述容器壁(36)内表面地安装并盖住所述开口；
-环形本体(42，152)，其在所述第一和第二锚固构件之间延伸，在安装状态下，所述环形本体适于延伸入所述管干部分；
-第一密封装置(76，128，164)，其用于在所述环形本体(42)与所述第一锚固构件(60)或所述管干部分(32)之间形成密封；和，
-第二密封装置(55，158)，其用于在所述环形本体(42)与所述第二锚固构件(50)之间形成密封；
-从而，当所述组件处于安装状态下时，在所述第一和第二密封装置、环形本体和管干部分之间形成密封的环形空间(80)，所述空间能够进行加压以进行焊缝检验；
-以及其中，在安装状态下，所述第一和第二锚固构件以及环形本体对准以形成贯穿所述喷嘴的开口槽道；
以及用于对所述密封的环形空间进行填充和加压的一个或多个端口。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述一个或多个端口设置在所述环形本体上。
3.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二锚固构件由一体的本体组成。
4.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二锚固构件包括两个或更多个部件。
5.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二锚固构件牢固地附着在所述环形本体上。
6.根据权利要求1所述的组件，其中所述的第二锚固构件以可释放的方式附着在所述环形本体上。
7.根据权利要求1所述的组件，进一步包括用于沿所述喷嘴的长度方向施加轴向膨胀力的装置，所述力沿从所述容器壁到所述法兰部分的方向延伸。
8.根据权利要求1所述的组件，其中所述环形本体(42)适于延伸穿过所述喷嘴。
9.根据权利要求8所述的组件，进一步包括设置在所述环形本体上的偏压装置(74)，所述偏压装置(74)迫使所述环形本体向外移动而离开喷嘴，从而，所述第二锚固构件(50)受迫压而抵着所述容器(36)的内壁。
10.根据权利要求1所述的组件，其中所述环形本体(152)从所述第二锚固构件延伸并部分地延伸入所述管干部分(32)。
11.一种对把喷嘴固定到容器上的一个或多个焊缝进行压力检验的方法，所述喷嘴具有焊接到容器壁开口上的管干部分、以及从所述开口向外延伸的相对的法兰部分，所述方法包括：
-在所述管干部分内部形成密封的环形空间，所述空间由管干壁的内表面界定并且包围住一个具有所述一个或多个焊缝的区域；
-给所述环形空间填充加压流体；
-利用所述流体给所述环形空间加压，同时监测所述压力；和，
-在所述检验过程中，保持住贯穿所述喷嘴的开口槽道。
12.根据权利要求11所述的方法，包括：
-提供一种组件，所述组件包括：
-大致呈环形的第一锚固构件，其承靠在所述喷嘴的法兰部分上；
-大致呈环形的第二锚固构件，其承靠在所述容器壁的内表面上并盖住所述开口；
-环形本体，其外直径小于所述管干部分的内直径；
-用于在所述环形本体与所述第一锚固构件或所述管干部分之间形成密封的第一密封装置；
用于在所述环形本体与所述第二锚固构件之间形成密封的第二密封装置；以及
一个或多个端口；
-把所述环形本体大致同轴地插入所述管干部分；
-在所述第一和第二密封装置、环形本体和所述管干部分之间形成密封的环形空间；和，
-通过所述一个或多个端口对所述密封的环形空间进行填充和加压。
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