CN105910761A - 一种管法兰气体泄漏检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管法兰气体泄漏检测装置，属于石油化工检测装置技术领域。该管法兰气体泄漏检测装置包括通气口、气动接头、微负压真空泵、真空接口端、气源接口端、检测用硅胶管、压力表、气动开关阀、漏率测量仪等，所述管法兰气体泄漏检测装置安装在管道上并包覆于法兰的外周，其与被检测法兰之间形成空腔收纳管法兰泄漏气体，检测时泄漏率测量仪通过硅胶管与密闭空间装置连通。其计算方法是以气体状态方程推导的管法兰泄漏率公式为依据，泄漏率测量仪采集实施过程中的气体状态参数，测量仪系统经数据处理得到管法兰的泄漏率数值。本发明投资较小，操作简便，实用性强，检测精确度和结果可靠性相对较高，适合应用和推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种管法兰气体泄漏检测装置，具体属于石油化工检测装置技术领域。
背景技术
由于输气管道直径范围往往较大，而在需要经常拆装的管段处和管道与设备需要联接的地方，一般都采用法兰联接。输气管道中法兰的密封性将因各种状况的直接或间接影响变差。如果不能利用一定的方法或装置及时检测到法兰渗漏问题并采取对应措施,在介质的冲刷下会使渗漏迅速扩大,危害正常生产并造成经济损失。如果是有毒有害、易燃易爆的气体泄漏,甚至造成人员中毒、火灾、爆炸等重大安全事故。由于输气管道直径范围不一，在现有的检测技术下，一套检测装置不能同时匹配不同大小管径的检测，而且常用的检测方法往往耗费较多人力和时间，检测精确度和可靠性相对不高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种使用简便、检测效用性强、结果相对精确可靠的管法兰气体泄漏检测装置及其泄漏率的计算方法，有助于解决石化领域的管法兰泄漏问题，并帮助生产单位建立相关泄漏数据库以备监管分析，保障正常生产，避免事故发生。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是：一种管法兰气体泄漏检测装置，它包括密闭空间装置(17)和微负压真空装置(18)，所述密闭空间装置(17)上设有通气口(8)，所述通气口(8)上有气动接头(9)，所述密闭空间装置(17)安装在管道(7)上并包覆于法兰(5)的外周，所述密闭空间装置(17)和所述法兰(5)之间形成空腔，所述空腔收纳管道泄漏气体；所述微负压真空装置(18)有微负压真空泵(12)，所述微负压真空泵(12)有真空接口端(13)和气源接口端(14)，所述硅胶管(11)连接所述真空接口端(13)和所述气动接头(9)，所述硅胶管(11)上设有气动开关阀(10)和所述压力表(19)，所述气源接口端(16)连接外部提供的气源，检测时所述硅胶管(11)连接所述气动接头(9)与所述测量仪通气接口(16)，泄漏率测量结果由泄漏率测量仪(15)显示。
基于上述，所述密闭空间装置(17)为双包覆层(1)、(3)，所述包覆层采用符合检测条件的非金属柔性材料，所述包覆层间设有支撑加强板(2)，所述支撑加强板(2)采用符合检测条件的金属材料。
基于上述，所述双包覆层(1)、(3)与所述支撑加强板(2)形成的结构使得密闭空间装置(17)具有一定伸缩性，使得其径向大小可变，所述密闭空间装置(17)设置为不同尺寸等级，故可方便用于不同直径管法兰的泄漏检测。
基于上述，所述密闭空间装置(17)的侧面合龙处的支撑加强板(2)涂抹密封胶或密封脂后用所述密封夹(4)锁紧，所述密闭空间装置(17)两端由涂抹密封胶或密封脂的内包覆层封紧在管道(7)上并用所述美式喉箍(6)密封锁紧。
基于上述，所述泄漏率测量仪(15)自带有一储气室，其容积固定，测量仪自带的传感器系统可读取泄漏气体的温度和压力大小，泄漏率测量仪(15)采集实施过程中的气体状态数据，并由其内含程序得到对应泄漏率数值，相关结果显示在仪器上。
本发明所采用的泄漏率计算方法包括以下所述：
1).微负压真空泵(12)将密闭空间装置(17)内的气体抽出，直至压力表(19)示数达到预设真空度pv，则密闭空间装置(17)内部形成真空度准备收纳泄漏气体，打开气动开关阀(10)，硅胶管(11)连接测量仪通气接口(16)使泄漏率测量仪(15)与密闭空间装置(17)连通，泄漏率测量仪(15)开始工作，整个装置即进入检测状态。其计算方法是由气体状态方程推导的管法兰泄漏率公式作为泄漏率测量仪内含程序的计算依据，泄漏率测量仪(15)根据实施过程中采集的相关气体状态数据，包括不同时刻泄漏气体的温度和压力大小，经系统数据处理之后可获得对应的管法兰泄漏率数值，并由测量仪显示实时测量结果。
2).由实施过程测得的相关参数，依据气体状态方程可计算所检测管法兰的泄漏率，内含程序所依据的公式推导如下：
设始测时刻的泄漏空间体积(即测量仪储气室容积)为V(cm3)，压力为p1(Pa),温度为T1(K)，则泄漏气体的摩尔数为式中，R—通用气体常数。
若终测时刻泄漏空间的压力为p2(Pa),温度为T2(K)，则泄漏气体的摩尔数为(设泄漏空间体积不变)
由此可知泄漏气体的摩尔数为
折算为标准状态泄漏体积其中p0、T0分别为标准状况下的大气压力和温度。
设测量时间为t(s)，则体积泄漏率为
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果：
所述密闭空间装置对被检测管道无破坏，使用起来简便；如果被检测管道泄漏，所述密闭空间装置在一定程度上可作为保护层防止气体外泄扩散；所述双包覆层与所述支撑加强板形成的结构使得密闭空间装置具有伸缩性，可方便用于不同直径管法兰的泄漏检测，从而实现一套装置可同时匹配多种管径法兰的检测；泄漏率测量仪可实时监测管法兰泄漏率，检测方法简便易行，结果相对精确可靠，有利于生产单位建立自己的泄漏数据库；用气体采样袋回收泄漏的气体还可作为相关试验分析的样本。
附图说明
图1是管法兰气体泄漏检测装置结构图；
图2是密闭空间装置图；
图3是密闭空间装置与被检测管法兰装配剖视图。
图中：1.内包覆层 2.支撑加强板 3.外包覆层 4.密封夹 5.法兰 6.美式喉箍 7.管道 8.通气口9.气动接头 10.气动开关阀 11.硅胶管 12.微负压真空泵 13.真空接口端 14.气源接口端 15.泄漏率测量仪 16.测量仪通气接口 17.密闭空间装置 18.微负压真空装置 19.压力表
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种管法兰气体泄漏检测装置，它包括密闭空间装置(17)和微负压真空装置(18)，所述密闭空间装置(17)上设有通气口(8)，所述通气口(8)上有气动接头(9)，所述密闭空间装置(17)安装在管道(7)上并包覆于法兰(5)的外周，所述密闭空间装置(17)和所述法兰(5)之间形成空腔，所述空腔收纳管法兰泄漏气体；所述微负压真空装置(18)有微负压真空泵(12)，所述微负压真空泵(12)有真空接口端(13)和气源接口端(14)，所述硅胶管(11)连接所述真空接口端(13)和所述气动接头(9)，所述硅胶管(11)上设有气动开关阀(10)和所述压力表(19)，所述气源接口端(14)连接外部提供的气源，检测时所述硅胶管(11)连接所述气动接头(9)和所述测量仪通气接口(16)，泄漏率测量结果由泄漏率测量仪(15)显示。
如图2所示为安装在所述管法兰上的密闭空间装置示意图。
如图3所示，密闭空间装置与被检测管法兰装配后剖视图示意，支撑加强板(2)与包覆层(1)和(3)结构如图所示形式。所述密闭空间装置(17)的侧面合龙处的支撑加强板(2)涂抹密封胶或密封脂后用所述密封夹(4)锁紧。
所述管法兰气体泄漏检测装置使用过程：
根据待检测管法兰的外径尺寸，如图2所示安装所述密闭空间装置(17)。所述硅胶管(11)连接所述气动接头(9)和外部提供的气源，打开所述气动开关阀(10)，向所述密闭空间装置(17)通入适量外部气源气体，关闭所述气动开关阀(10)，然后采用皂泡法检查所述密闭空间装置(17)的密闭性。
在上述实例的基础上，认定所述密闭空间装置(17)无安装泄漏后，所述硅胶管(11)从外部气源处拆下并连接所述微负压真空泵(12)的真空接口端(13)，所述微负压真空泵(12)的气源接口端(14)与所述外部提供的气源连接。连接完毕后，打开所述气动开关阀(10)，所述外部提供的气源开始往所述微负压真空泵(12)通气，所述微负压真空泵(12)开始工作，从而将所述密闭空间装置(17)内的气体抽出，直至压力表(19)示数达到预设的真空度pv(其由具体检测条件确定)，使得密闭空间装置(17)内部空腔形成微负压状态，关闭所述气动开关阀(10)，外部气源也停止供气，所述微负压真空泵(12)停止工作并将其拆下。所述密闭空间装置(17)形成的微负压真空度即可准备收纳泄漏气体。卸下所述微负压真空泵(12)后所述硅胶管(11)另一端连接所述测量仪通气接口(16)，打开所述气动开关阀(10)，然后所述泄漏率测量仪(15)进入检测泄漏的工作状态，而相应的管法兰泄漏率测量结果则由工作中的泄漏率测量仪(15)实时显示。
在上述实例的基础上，所述管法兰气体泄漏检测装置检测工作时间结束后，可打开所述气动开关阀(10)利用气体采样袋回收泄漏气体，其可作为样本进行相关分析和试验。
Claims (5)
1.一种管法兰气体泄漏检测装置，其特征在于：包括密闭空间装置(17)和微负压真空装置(18)，所述密闭空间装置(17)上设有通气口(8)，所述通气口(8)上有气动接头(9)，所述密闭空间装置(17)安装在管道(7)上并包覆于法兰(5)的外周，所述密闭空间装置(17)和所述法兰(5)之间形成空腔，所述空腔收纳管法兰泄漏气体，所述微负压真空装置(18)有微负压真空泵(12)，所述微负压真空泵(12)有真空接口端(13)和气源接口端(14)，所述硅胶管(11)连接所述真空接口端(13)和所述气动接头(9)，所述硅胶管(11)上设有气动开关阀(10)和所述压力表(19)，所述气源接口端(14)连接外部提供的气源，检测时所述硅胶管(11)连接所述气动接头(9)与所述测量仪通气接口(16)，泄漏率测量结果由泄漏率测量仪(15)显示。
2.根据权利要求1所述的管法兰气体泄漏检测装置，其特征在于：所述密闭空间装置(17)为双包覆层(1)、(3)，所述包覆层采用符合检测条件的非金属柔性材料，所述包覆层间设有支撑加强板(2)，所述支撑加强板(2)采用符合检测条件的金属材料，所述双包覆层(1)、(3)与所述支撑加强板(2)形成的结构使得密闭空间装置(17)具有一定伸缩性，使得其径向大小可变，所述密闭空间装置(17)设置为不同尺寸等级，故可方便用于不同直径管法兰的泄漏检测。
3.根据权利要求1所述的管法兰气体泄漏检测装置，其特征在于：所述密闭空间装置(17)的侧面合龙处的支撑加强板(2)涂抹密封胶或密封脂后用所述密封夹(4)锁紧，所述密封夹(4)为一开口槽式金属夹，所述密闭空间装置(17)两端由涂抹密封胶或密封脂的内包覆层(1)封紧在管道(7)上并用所述美式喉箍(6)密封锁紧。
4.根据权利要求1所述的管法兰气体泄漏检测装置，其特征在于：所述泄漏率测量仪(15)自带有一储气室，其容积固定，测量仪自带的传感器系统可读取不同时刻泄漏气体的温度和压力大小，泄漏率测量仪(15)采集实施过程中的气体状态数据，并由其内含程序得到对应泄漏率数值，相关结果实时显示在仪器上。
5.一种采用权利要求1所述装置对管法兰气体泄漏率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
微负压真空泵(12)将密闭空间装置(17)内的气体抽出，直至压力表(19)示数达到预设真空度pv，则密闭空间装置(17)内部形成真空度准备收纳泄漏气体，打开气动开关阀(10)，硅胶管(11)连接测量仪通气接口(16)使泄漏率测量仪(15)与密闭空间装置(17)连通，泄漏率测量仪(15)开始工作，整个装置即进入检测状态，其计算方法是由气体状态方程推导的管法兰泄漏率公式作为泄漏率测量仪内含程序的计算依据，泄漏率测量仪(15)根据实施过程中采集的相关气体状态数据，包括不同时刻泄漏气体的温度和压力大小，经系统数据处理之后可获得对应的管法兰泄漏率数值，并由测量仪显示实时测量结果。
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