CN106595449B - 管线阀门两端法兰同轴度检测方法 - Google Patents
管线阀门两端法兰同轴度检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种管线阀门两端法兰同轴度检测方法，包括：管线阀门两端对称设置第一法兰和第二法兰，将其放在测试平台上；判断第一法兰最大尺寸处是否有螺栓孔；若有，测量第一法兰上述螺栓孔高度以及第二法兰对应螺栓孔高度，得到第一法兰和第二法兰上述位置相对称每一对螺栓孔高度差；若没有，测量第一法兰最接近最大尺寸处水平位置的螺栓孔高度以及第二法兰对应螺栓孔高度，得到第一法兰和第二法兰上述位置相对称的每一对螺栓孔高度差；判断高度差是否在标准规定内；在标准规定内，第一法兰和第二法兰同轴度合格；不在标准规定内，第一法兰和第二法兰同轴度不合格。上述方法能对所有尺寸管线阀门进行检测，对检测环境要求低，检测快速，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，更具体地，涉及一种管线阀门两端法兰同轴度检测方法。
背景技术
管线阀门需与管道相互连接，通过螺栓使阀门端法兰与管道法兰紧固连接。为使管线阀门能与管道正常连接，API(American Petroleum Institute美国石油学会)6D-2008对管线阀门两端法兰螺栓孔的同轴度提出了具体要求(API6D-2008第7.7.1.4条)，即，规格在DN100(NPS4)及其以下的阀门，螺栓孔最大的总得允许位移不超过2mm(0.079英寸)，规格在DN100(NPS4)以上的阀门，螺栓孔最大的总得允许位移不超过3mm(0.118英寸)。
国内管线阀门都是人工装配，为保证两端法兰螺栓孔符合同轴度API6D-2008第7.7.1.4条要求，特别是出口管线阀门，需要对每台阀门进行同轴度严格检测。目前，有的生产企业无三坐标测量机仪器导致此项检测缺失；有的生产企业采用三坐标测量机检测，由于三坐标测量机对测量环境有很高要求，需要恒温、恒湿、防震和恒电压等条件，在实际生产中，不利于大批量检测，影响生产周期。由于有些管线阀门体积大，质量重，在使用过程中，操作困难，极易造成三坐标测量机平台损坏，劳动效率低。由于有些管线阀门直径为24-36英寸，无法搬放到三坐标测量机平台以致不能检测。管线阀门生产企业无法保证对所有生产的阀门100％进行同轴度检测，无法保证未进行同轴度检测的阀门符合API6D-2008第7.7.1.4条要求。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能对所有尺寸管线阀门两端法兰同轴度进行检测，对检测环境要求低，检测快速，成本低的管线阀门两端法兰同轴度检测方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种管线阀门两端法兰同轴度检测方法，包括：所述管线阀门的两端对称设置有第一法兰和第二法兰，将管线阀门放在测试平台上，所述第一法兰和第二法兰最大尺寸处与测试平台平行；判断第一法兰最大尺寸处是否存在螺栓孔；当存在螺栓孔时，测量第一法兰最大尺寸处的螺栓孔的高度以及与所述螺栓孔对称的第二法兰上的螺栓孔的高度，得到所述最大尺寸处的第一法兰和第二法兰相对称的每一对螺栓孔的高度差；当上述最大尺寸处不存在螺栓孔时，测量第一法兰最接近最大尺寸处的水平位置的螺栓孔的高度以及与所述螺栓孔对称的第二法兰上的螺栓孔的高度，得到所述最接近最大尺寸处的水平位置的第一法兰和第二法兰相对称的每一对螺栓孔的高度差；判断上述高度差是否在标准规定内；如果上述高度差在标准规定内，所述第一法兰和第二法兰的所有螺栓孔同轴度符合标准规定，所述第一法兰和第二法兰同轴度合格；如果上述高度差不在标准规定内，所述第一法兰和第二法兰同轴度不合格。
本发明所述管线阀门两端法兰同轴度检测方法，能在实际生产装配现场进行检测，可以及时对两端法兰螺栓孔同轴度装配质量进行监控；能使用吊装行车搬放阀门，减少人员劳动强度，有利安全操作；能对所有尺寸管线阀门两端法兰螺栓孔同轴度进行检测，保证产品质量；检测方法快速，操作方便；检测工具简单，检测效率高且成本低。
另外，本发明所述管线阀门两端法兰同轴度检测方法克服了现有三坐标测量机无法对所有尺寸管线阀门两端法兰螺栓孔同轴度检测的缺陷，以及仪器昂贵、检测环境条件苛刻、检测人员操作困难、检测效率低、检测成本高的缺陷，从而提供一种能在实际生产装配现场、对所有尺寸管线阀门两端法兰螺栓孔同轴度的简易检测方法。该方法检测快速，操作方便，检测工具简单，检测效率高且成本低，具有良好的实用性和经济性。
附图说明
通过参考以下具体实施方式并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：
图1是本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法的流程图；
图2是本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法的示意图；
图3是一种法兰的示意图；
图4是另一种法兰的示意图；
图5是本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法原理的示意图；
图6a-6c是利用本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法具体实施例的示意图。
在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。
图1是本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法的流程图，图2是本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法的示意图，如图1和2所示，所述管线阀门两端法兰同轴度检测方法包括：
在步骤S110中，所述管线阀门100的两端对称设置有第一法兰110和第二法兰120，将管线阀门100放在测试平台200上，所述第一法兰110和第二法兰120最大尺寸处W与测试平台200大致平行；
在步骤S120中，判断第一法兰110最大尺寸处W是否存在螺栓孔a；
当存在螺栓孔a时，在步骤S130中，测量第一法兰110最大尺寸处W的螺栓孔a的高度以及与所述螺栓孔a对称的第二法兰120上的螺栓孔a的高度，得到所述最大尺寸处W的第一法兰110和第二法兰120相对称的每一对螺栓孔a的高度差，如图3所示，所述第一法兰110的最大尺寸处为与测试平台200大致平行的直径，存在左右两个螺栓孔，测量两对螺栓孔的高度差；
当上述最大尺寸处W不存在螺栓孔a时，在步骤S140中，测量第一法兰110最接近最大尺寸处的水平位置(W1)的螺栓孔a的高度以及与所述螺栓孔a对称的第二法兰120上的螺栓孔a的高度，得到所述最接近最大尺寸处的水平位置(W1)的第一法兰110和第二法兰120相对称的每一对螺栓孔a的高度差,如图4所示，当存在两个与最大尺寸处最接近的对称的水平位置(W1和W2)时，测量一个所述水平位置处(W1或W2)的螺栓孔的高度差，例如，测量W1处的左右两对的螺栓孔的高度差；
在步骤S150中，判断上述高度差是否在标准规定内；
如果上述高度差在标准规定内，在步骤S160中，所述第一法兰110和第二法兰120的所有螺栓孔同轴度符合标准规定，所述第一法兰110和第二法兰120同轴度合格；
如果上述高度差不在标准规定内，在步骤S170中，所述第一法兰110和第二法兰120同轴度不合格。
优选地，采用垫块300将第一法兰110和第二法兰120放置在与测试平台200平行的同一平面上，如图2所示，第一法兰110和第二法兰120尺寸相同，所述管线阀门100上的阀门130阀体直径大于第一法兰110和第二法兰120的直径，第一法兰110和第二法兰120不能与测试平台200接触，将第一法兰110和第二法兰120放在高度相同的垫块300上，所述垫块300的高度不小于阀体直径与法兰直径的差值，优选地，所述垫块300为V型垫块。
另外，优选地，所述测试平台200上设置有固定第一法兰110和第二法兰120的紧固装置(未示出)，例如可以采用夹持构件放置在测试平台200上固定第一法兰110和第二法兰120，也可以在测试平台上设置槽来夹持第一法兰110和第二法兰120，也可以在测试平台上设置水平滑轨和竖向滑块，通过调整滑块之间的距离夹紧第一法兰110和第二法兰120。
如图2所示，上述检测方法还包括：
对所述测试平台200的平面度进行检查校准，例如采用刀口尺、水平尺或红外线对测试平台的平面度进行校准。
通过高度尺400或激光测高仪测量所述第一法兰110和第二法兰120上螺栓孔的高度，当采用高度尺时，需对高度尺及其划针进行校准；
通过激光测径仪确定第一法兰110的最大尺寸处；
通过激光测径仪确定第一法兰110设有螺栓孔a的最接近最大尺寸处的水平位置。
图5是本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法原理的示意图，如图5所示，假设第一法兰110和第二法兰120对称位置的螺孔存在角度差θ(θ为锐角，一般为角度很小的角)，法兰螺栓孔中心与法兰中心的距离为D，则与测试平台200平行的最大尺寸处的螺栓孔a的高度差为与测试平台200垂直处的螺栓孔a的高度差为由于1-cosθ＜sinθ，因此与测试平台平行的最大尺寸处的螺栓孔高度差大于与测试平台垂直处的高度差，因此可以论证在最大尺寸处的第一法兰和第二法兰的高度差差值最大，仅需要测量最大尺寸处或者接近最大尺寸处的水平位置的螺栓孔的高度差即可检测第一法兰110和第二法兰120的同轴度，另外，也可以采用大于0°小于90°的任意角度的对上述理论进行验证。
图6a-图6c是利用本发明管线阀门两端法兰同轴度检测方法具体实施例的示意图，如图6a所示，所述检测方法包括：
(1)测试平台200校准，用刀口尺对测试平台的平面度进行检查校准。
(2)高度尺400及划针校准；
(3)2×11/2-2500固定球阀放置测试平台上，第一法兰110和第二法兰120贴靠测式平台200；
(4)第一法兰110和第二法兰120端法兰上对称设置有8个螺栓孔，螺栓孔序号从上至下逆时针排序①②③④⑥⑥⑦⑧，用高度尺检测阀门8对螺栓孔的高度；
(5)计算8对螺栓孔高度差值(即螺栓孔的位移值)，检测数据如下表：
表1
(6)第一法兰和第二法兰最接近最大尺寸处的水平位置为“3点和9点”处各2对螺栓孔(3点处⑥⑦序号，9点处②③序号)，上述水平位置处的螺栓孔高度差值最大，仅仅需要位于最接近最大尺寸处W的W1和W2的第一法兰和第二法兰水平方向“3点和9点”处的螺栓孔高度差值满足API 6D-2008第7.7.1.4条的规定要求，就可以判定管线阀门端法兰螺栓孔同轴度合格，3点处⑥⑦序号和9点处②③序号螺栓孔高度差值不超过2mm，阀门同轴度合格。
(7)如果水平方向的“3点和9点”各有2个水平位置相同的螺栓孔，如3点处⑥⑦序号，9点处②③序号，只需检测水平方向螺栓序号为②和⑦相对应的2对螺栓孔高度差值或检测③和⑥螺栓孔相对应的2对高度差值，如2对法兰孔高度差值全部符合API 6D-2008第7.7.1.4条规定要求，也就是说，该阀门第一法兰110的3点处⑦序号与第二法兰120的3点处②序号螺栓孔的高度差以及第一法兰110的9点处②序号与第二法兰120的9点处⑦序号螺栓孔高度差值均不超过2mm，或者第一法兰110的3点处⑥序号与第二法兰120的3点处③序号螺栓孔的高度差以及第一法兰110的9点处③序号与第二法兰120的9点处⑥序号螺栓孔高度差值均不超过2mm，同轴度合格，否则，同轴度不合格。
如图6b所示，除图6a所述检测方法外，还包括：
(1)以法兰面为主平面，将阀门向左方向旋转45角度，要求第一法兰和第二法兰贴靠测试平台，例如，螺栓孔序号从上至下逆时针排序⑧①②③④⑤⑥⑦，用高度尺检测阀门8对螺栓孔的高度。
(2)计算8对螺栓孔高度差值(即螺栓孔的位移值)，检测数据如下表：
表2
(3)法兰水平方向“3点和9点”处各2对法兰螺栓孔(3点处⑤⑥序号，9点处①②序号)高度差值最大，仅仅需要位于最接近最大尺寸处W的W1或W2的法兰水平方向“3点和9点”处的螺栓孔高度差值满足API 6D-2008第7.7.1.4条规定要求，就可以判定管线阀门端法兰螺栓孔同轴度合格，也就是说该阀门第一法兰110的3点处⑤序号与第二法兰120的3点处②序号螺栓孔的高度差以及第一法兰110的9点处②序号与第二法兰120的9点处⑤序号螺栓孔高度差值均不超过2mm，或者第一法兰110的3点处⑥序号与第二法兰120的3点处①序号螺栓孔的高度差以及第一法兰110的9点处①序号与第二法兰120的9点处⑥序号螺栓孔高度差值均不超过2mm，阀门同轴度合格。
如图6c所示，除图6a所述检测方法外，还包括：
(1)以法兰面为主平面，将阀门向左方向旋转90角度，第一法兰和第二法兰贴靠测试平台，螺栓孔序号从上至下逆时针排序⑦⑧①②③④⑤⑥，用高度尺检测阀门8对螺栓孔的高度。
(2)计算8对螺栓孔高度差值(即螺栓孔的位移值)，检测数据如下表：
表3
(3)水平方向“3点和9点”处各2对法兰螺栓孔(3点处④⑤序号，9点处①⑧序号)高度差值最大，仅仅需要位于最接近最大尺寸处W的W1或W2的水平方向“3点和9点”处的螺栓孔高度差值满足API 6D-2008第7.7.1.4条规定要求，就可以判定管线阀门端法兰螺栓孔同轴度合格，也就是说，该阀门第一法兰110的3点处④序号与第二法兰120的3点处①序号螺栓孔的高度差以及第一法兰110的9点处①序号与第二法兰120的9点处④序号螺栓孔高度差值均不超过2mm，或者第一法兰110的3点处⑤序号与第二法兰120的3点处⑧序号螺栓孔的高度差以及第一法兰110的9点处⑧序号与第二法兰120的9点处⑤序号螺栓孔高度差值均不超过2mm，阀门同轴度合格。
尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。
Claims (10)
1.一种管线阀门两端法兰同轴度检测方法，所述管线阀门的两端对称设置有第一法兰和第二法兰，其特征在于，所述检测方法包括：
将管线阀门放在测试平台上，所述第一法兰和第二法兰最大尺寸处与测试平台平行；
判断第一法兰最大尺寸处是否存在螺栓孔；
当存在螺栓孔时，测量第一法兰最大尺寸处的螺栓孔的高度以及与所述螺栓孔对称的第二法兰上的螺栓孔的高度，得到所述最大尺寸处的第一法兰和第二法兰相对称的每一对螺栓孔的高度差；
当上述最大尺寸处不存在螺栓孔时，测量第一法兰最接近最大尺寸处的水平位置的螺栓孔的高度以及与所述螺栓孔对称的第二法兰上的螺栓孔的高度，得到所述最接近最大尺寸处的水平位置的第一法兰和第二法兰相对称的每一对螺栓孔的高度差；
判断上述高度差是否在标准规定内；
如果上述高度差在标准规定内，所述第一法兰和第二法兰的所有螺栓孔同轴度符合标准规定，所述第一法兰和第二法兰同轴度合格，设第一法兰和第二法兰对称位置的螺孔存在角度差θ，法兰螺栓孔中心与法兰中心的距离为D，则与测试平台平行的最大尺寸处的螺栓孔的高度差为与测试平台垂直处的螺栓孔的高度差为1-cosθ＜sinθ，与测试平台平行的最大尺寸处的螺栓孔高度差大于与测试平台垂直处的高度差，在最大尺寸处的第一法兰和第二法兰的高度差差值最大，仅需要测量最大尺寸处或者接近最大尺寸处的水平位置的螺栓孔的高度差即可检测第一法兰和第二法兰的同轴度；
如果上述高度差不在标准规定内，所述第一法兰和第二法兰同轴度不合格。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括：
对所述测试平台的平面度进行检查校准。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括：
通过高度尺测量所述第一法兰和第二法兰上螺栓孔的高度。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，还包括：
对高度尺进行校准。
5.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的检测方法，其特征在于，还包括：
当存在两个与最大尺寸处最接近的对称的水平位置时，测量一个所述水平位置处的螺栓孔的同轴度。
6.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的检测方法，其特征在于，还包括：
采用垫块将第一法兰和第二法兰放置在与测试平台平行的同一平面上。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述垫块为V型垫块。
8.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的检测方法，其特征在于，所述测试平台上设置有固定第一法兰和第二法兰的紧固装置。
9.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的检测方法，其特征在于，还包括：
通过激光测径仪确定第一法兰的最大尺寸处；
通过激光测径仪确定第一法兰最接近最大尺寸处的水平位置。
10.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的检测方法，其特征在于，还包括：
通过激光测高仪测量螺栓孔的高度。
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