CN103292767A - 一种法兰密封件密封分离量的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了
一种法兰密封件密封分离量的检测方法，其中通过在设备法兰与端盖法兰之间设置位移传递板，位移传递板与设备法兰端面通过密封件密封设置，密封件在设备法兰的一端面相接触形成面密封或线密封，位移传递板与端盖法兰相邻的端面具有与同一横截面上密封件中径上的点轴向位移量一致的位移检测点，再通过设置检测组件检测上述位移检测点的轴向位移量，检测结果由数据采集系统采集，这样便可方便地获取法兰与密封件的密封分离量，从而为研究法兰密封件的密封分离量与密封泄漏量之间的关系提供研究基础。该检测方法简单方便，可操作性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种法兰密封件密封分离量的检测方法。
背景技术
在核电、化工、炼油、石化、冶金、船舶、能源等工业部门的设备法兰及端盖法兰的密封工作环境中，在介质压力、温度等因素的作用下，介质压力产生的轴向力以及紧固螺栓随温度提高而产生松弛的条件下使得两片连接法兰趋于分开和张口，形成一定的分离量，降低了密封件的有效压缩量，引起密封件密封应力的衰减。当分离量超过某一临界值时，密封应力的有效值也达到临界值，连接部件就会发生泄漏，甚至将密封件吹出，导致密封的失效。因此，检测法兰密封件的密封分离量，并研究该密封分离量与密封泄漏量之间的关系以确保密封有效的分离量临界值是保证密封持续可靠的关键技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰密封件密封分离量的检测方法来获取法兰与密封件的密封分离量，从而为研究该密封分离量与密封泄漏量之间的关系提供研究基础。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种法兰密封件密封分离量的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
（1）在待检测的设备法兰与端盖法兰之间设置位移传递板，其中所述设备法兰具有设备腔，所述设备腔的口部与所述位移传递板相对，所述端盖法兰与所述位移传递板相邻的端面为凹形面，所述位移传递板与所述设备法兰之间设有密封件；
（2）固定连接所述设备法兰和所述端盖法兰，使得所述位移传递板固定在所述设备法兰与所述端盖法兰之间，同时使得所述设备法兰与所述位移传递板之间通过所述密封件密封连接，应保证所述密封件与所述设备法兰相接触形成面密封或线密封，所述密封件与所述设备法兰相接触的密封位置位于所述设备腔的周向边缘外侧；
（3）定义位移检测点，所述位移检测点位于所述位移传递板上与所述端盖法兰相邻的端面上，所述位移检测点与同一横截面上所述密封件中径上点的连线与所述设备法兰的轴心线相互平行；（4）设置至少一组能够检测所述位移检测点轴向位移量的检测组件，并在所述设备法兰上固定安装立柱、在所述立柱上安装支架，同时在所述支架上安装数据采集系统用来采集所述检测组件的检测结果；
（5）观察所述数据采集系统中采集到的所述检测组件的检测结果；
（6）根据所述步骤（5）的检测结果计算所述法兰密封件的密封分离量T。
优选地，所述步骤（4）中，所述检测组件设置为包括轴心线相互平行且杆型相同的第一检测杆和第二检测杆，以及分别用于检测所述第一检测杆、所述第二检测杆轴向位移量的第一位移传感器、第二位移传感器，所述端盖法兰上开设有沿轴向贯穿的第一通孔和第二通孔，所述第一检测杆穿设在所述第一通孔中，所述第一检测杆上具有第一弹簧安装面，通过设置第一弹簧和第一压盖将所述第一检测杆压合在所述第一通孔中，并使得所述第一检测杆底部抵触在所述位移检测点上，所述位移传递板上开设有沿轴向贯穿的第三通孔，所述第二检测杆沿轴向穿设在所述第二通孔、所述第三通孔中，所述第二检测杆上具有第二弹簧安装面，通过设置第二弹簧和第二压盖将所述第二检测杆压合在所述第二通孔、所述第三通孔中，并使得所述第二检测杆的底部抵触在所述设备法兰的端面上，所述第一检测杆的顶部、所述第二检测杆的顶部分别形成第一检测端和第二检测端，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器分别对所述第一检测端、所述第二检测端的轴向位移量进行检测；所述步骤（5）中，所述数据采集系统分别采集所述第一位移传感器的检测结果T
1
、所述第二位移传感器的检测结果T
2
；所述步骤（6）中，所述法兰密封件的密封分离量T=T
2
-T
1
。
优选地，所述步骤（4）中，所述检测组件设置为固定在所述支架上的第三位移传感器，所述端盖法兰上开设有沿轴向贯穿的第四通孔，所述第三位移传感器能够透过所述第四通孔检测所述位移检测点轴向位移量；所述步骤（5）中，所述数据采集系统采集所述第三位移传感器的检测结果T
3
；所述步骤（6）中，所述法兰密封件的密封分离量T=T
3
。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的一种法兰密封件密封分离量的检测方法，其中通过在设备法兰与端盖法兰之间设置位移传递板，位移传递板与设备法兰端面通过密封件密封设置，密封件在设备法兰的一端面相接触形成面密封或线密封，位移传递板与端盖法兰相邻的端面具有与同一横截面上密封件中径上的点轴向位移量一致的位移检测点，再通过设置检测组件检测上述位移检测点的轴向位移量，检测结果由数据采集系统采集，这样便可方便地获取法兰与密封件的密封分离量，从而为研究法兰密封件的密封分离量与密封泄漏量之间的关系提供研究基础。该检测方法简单方便，可操作性高。
附图说明
附图1为本发明具体实施例1中检测系统的横截剖面示意图；
附图2为附图1中A部放大示意图；
附图3为本发明具体实施例2中检测系统的横截剖面示意图；
附图4为附图3中B部放大示意图；
附图5为本发明具体实施例3中检测系统的横截剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
具体实施例1：
参见图1～2所示，在对法兰与密封件的密封分离量进行检测则需设置检测系统。首先在设备法兰1与端盖法兰2之间设置位移传递板3，端盖法兰2与位移传递板3相邻的端面为凹形面，设备法兰1具有设备腔11，该设备腔11的口部与位移传递板3相对，工作状态下，工作介质充盈在设备腔11的孔腔中。位移传递板3与设备法兰1之间还设有密封件4，固定连接设备法兰1和端盖法兰2，使得位移传递板3固定在设备法兰1和端盖法兰2之间，并施加一定的预紧力，使得设备法兰1与位移传递板3之间通过密封件4密封连接，密封连接应保证密封件4与设备法兰1相接触形成面密封或线密封，同时，密封件4与设备法兰1相接触的密封位置位于设备腔11的周向边缘外侧，这样才能起到密封作用防止设备腔11中的工作介质溢出。密封件4可采用如C型密封环、O型密封环等线密封件，也可采用如平垫、金属石墨垫片、缠绕垫等面密封件。在本实施例中采用的是O型圈，位移传递板3的一端开设有环形凹槽31，该环形凹槽31的口部朝向设备法兰1，O型圈部分收容在环形凹槽31中，端盖法兰2上的凹形面能够在压紧密封件4和位移传递板3发生轴向位移时储存一定的位移量，防止端盖法兰2的压紧力对位移传递板3轴向位移量的影响。
然后在位移传递板3上定义位移检测点C，通过检测位移检测点的轴向位移量来获知设备法兰1与密封件4的密封分离量。该位移检测点C位于位移传递板3上与端盖法兰2凹形面相对的端面上，该位移检测点C与同一横截面上其中一个密封件4中径（密封件4中心圆半径）上点的连线与设备法兰1的轴心线相互平行，检测位移检测点C沿轴向的位移变化量即可获知设备法兰1与密封件4之间的密封分离量。在将设备法兰1和端盖法兰2固定连接时，需要保证位移检测点C处的变形量尽可能接近于0值，以减小预紧时产生的误差。
接下来则设置能够检测位移检测点C轴向位移量的检测组件7进行检测，检测的过程中以设备法兰1上与位移传递板3相邻的端面作为基准面，并在设备法兰1上安装立柱5，在立柱5上安装支架6，同时在支架6上安装数据采集系统8用以采集检测组件7的检测结果。通过检测组件7检测位移检测点C的轴向位移量，检测到的结果通过数据采集系统8采集。
参见图1～2所示，检测组件7包括第一检测杆71和第二检测杆73，以及设置在支架6上的第一位移传感器72和第二位移传感器74。第一检测杆71和第二检测杆73的轴心线相互平行且两者的杆型相同，即两者的直径、长度必须相同。端盖法兰2上开设有沿轴向贯穿的第一通孔22和第二通孔23，位移传递板3上开设有第三通孔32，第三通孔32与第二通孔23的轴心线沿同一直线方向延伸，第一检测杆71穿设在第一通孔22中，第一检测杆71呈阶梯轴状，大轴径端与小轴径端形成第一弹簧安装面，该第一检测杆71上套设有第一弹簧75、第一压盖76，第一压盖76固定连接在端盖法兰2外端部上，第一弹簧75的两端分别抵触在上述第一弹簧安装面、第一压盖76上，这样由于第一弹簧75的弹性作用力，第一检测杆71的一端能够始终抵触在位移传递板3上，设置时第一检测杆71抵触在位移传递板3的底部上有一点抵触在位移检测点C上，第一检测杆71的底部可设置为球形状，这样第一检测杆71与位移传递板3相抵触时直接抵触于位移检测点C处。当位移检测点C沿轴向发生位移后，第一检测杆71在第一弹簧75的弹性力作用下会发生相应的轴向位移，即位移检测点C的轴向位移传递至第一检测杆71上。第一检测杆71露出第一通孔22的顶部形成第一检测端，第一位移传感器71即对第一检测端的轴向位移量进行检测。第二检测杆73沿轴向穿设在第二通孔23、第三通孔32中。
第二检测杆73上具有第二弹簧安装面，通过设置第二弹簧77和第二压盖78将所述第二检测杆73压合在第二通孔23、第三通孔32中，并使得第二检测杆73的底部抵触在设备法兰1的端面上，其另一端形成第二检测端，第二位移传感器74则对第二检测端的轴向位移量进行检测。该检测结果为在温度、介质压力等条件变化下第二检测杆73自身发生的轴向形变量，由于第二检测杆73与第一检测杆71的杆型相同，该轴向变形量与第一检测杆71的轴向变形量相一致，检测过程中考虑第一检测杆71自身的轴向变形量可提高检测的精度。
设置好检测组件7后，第一位移传感器71、第二位移传感器73分别对第一检测端、第二检测端的轴向位移量进行检测，数据采集系统8分别采集第一位移传感器71的检测结果T
1
、第二位移传感器73的检测结果T
2
，这样通过计算便可得到法兰密封件的密封分离量T=T
2
-T
1
。在设备法兰1的设备腔11在常压下，检测组件7检测到的密封分离量可用于判定设备法兰1与端盖法兰2的安装连接状况；而位于工况条件下，设备法兰1的设备腔11中充盈有工作介质，检测组件7能够在工作介质压力不断变化的状况下即时地获取法兰密封件的密封分离量。
具体实施例2：
参见图3、图4所示的是本发明的另一实施例，本实施例与实施例1的不同之处在于检测组件7的设置。在本实施例中，检测组件7设置为固定安装在支架6上的第三位移传感器75，端盖法兰2上开设有沿轴向贯穿的第四通孔24，第三位移传感器75能够透过第四通孔24检测位移检测点C的轴向位移量，第三位移传感器75的检测结果T
3
由数据采集系统8采集，这样可直接获取设备法兰1与密封件4的密封分离量，即法兰密封件的密封分离量为T=T
3
。采用该种方式进行检测相对实施例1，其检测方法相对简单，但对第三位移传感器75的要求较高，第三位移传感器75的成本亦较高。
具体实施例3：
参见图5所示的是本发明的另一实施例，本实施例与实施例2的不同之处在于密封件4的设置，在本实施例中，密封件4采用的是非金属垫圈，该非金属垫圈设置在位移传递板3与设备法兰1之间并与设备法兰1之间形成面密封。当然，设置时需根据非金属垫圈自身的结构特点来将其设置在位移传递板3与设备法兰1之间。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种法兰密封件密封分离量的检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤：
（1）在待检测的设备法兰与端盖法兰之间设置位移传递板，其中所述设备法兰具有设备腔，所述设备腔的口部与所述位移传递板相对，所述端盖法兰与所述位移传递板相邻的端面为凹形面，所述位移传递板与所述设备法兰之间设有密封件；
（2）固定连接所述设备法兰和所述端盖法兰，使得所述位移传递板固定在所述设备法兰与所述端盖法兰之间，同时使得所述设备法兰与所述位移传递板之间通过所述密封件密封连接，应保证所述密封件与所述设备法兰相接触形成面密封或线密封，所述密封件与所述设备法兰相接触的密封位置位于所述设备腔的周向边缘外侧；
（3）定义位移检测点，所述位移检测点位于所述位移传递板上与所述端盖法兰相邻的端面上，所述位移检测点与同一横截面上所述密封件中径上点的连线与所述设备法兰的轴心线相互平行；
（4）设置至少一组能够检测所述位移检测点轴向位移量的检测组件，并在所述设备法兰上固定安装立柱、在所述立柱上安装支架，同时在所述支架上安装数据采集系统用来采集所述检测组件的检测结果；
（5）观察所述数据采集系统中采集到的所述检测组件的检测结果；
（6）根据所述步骤（5）的检测结果计算所述法兰密封件的密封分离量T。
2.根据权利要求1所述的一种法兰密封件密封分离量的检测方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所述检测组件设置为包括轴心线相互平行且杆型相同的第一检测杆和第二检测杆，以及分别用于检测所述第一检测杆、所述第二检测杆轴向位移量的第一位移传感器、第二位移传感器，所述端盖法兰上开设有沿轴向贯穿的第一通孔和第二通孔，所述第一检测杆穿设在所述第一通孔中，所述第一检测杆上具有第一弹簧安装面，通过设置第一弹簧和第一压盖将所述第一检测杆压合在所述第一通孔中，并使得所述第一检测杆底部抵触在所述位移检测点上，所述位移传递板上开设有沿轴向贯穿的第三通孔，所述第二检测杆沿轴向穿设在所述第二通孔、所述第三通孔中，所述第二检测杆上具有第二弹簧安装面，通过设置第二弹簧和第二压盖将所述第二检测杆压合在所述第二通孔、所述第三通孔中，并使得所述第二检测杆的底部抵触在所述设备法兰的端面上，所述第一检测杆的顶部、所述第二检测杆的顶部分别形成第一检测端和第二检测端，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器分别对所述第一检测端、所述第二检测端的轴向位移量进行检测；所述步骤（5）中，所述数据采集系统分别采集所述第一位移传感器的检测结果T1、所述第二位移传感器的检测结果T2；所述步骤（6）中，所述法兰密封件的密封分离量T=T2-T1。
3.根据权利要求1所述的一种法兰密封件密封分离量的检测方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所述检测组件设置为固定在所述支架上的第三位移传感器，所述端盖法兰上开设有沿轴向贯穿的第四通孔，所述第三位移传感器能够透过所述第四通孔检测所述位移检测点轴向位移量；所述步骤（5）中，所述数据采集系统采集所述第三位移传感器的检测结果T3；所述步骤（6）中，所述法兰密封件的密封分离量T=T3。
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