CN110864896A - 法兰接头预紧优化综合测试装置及方法 - Google Patents

法兰接头预紧优化综合测试装置及方法 Download PDF

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CN110864896A CN201911335456.2A CN201911335456A CN110864896A CN 110864896 A CN110864896 A CN 110864896A CN 201911335456 A CN201911335456 A CN 201911335456A CN 110864896 A CN110864896 A CN 110864896A
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pressure
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庄法坤
宋利滨
刘畅
李志峰
谢国山
邵珊珊
陈昇
何萌
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Hohai University HHU
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Abstract

本发明公开一种法兰接头预紧优化综合测试装置，包括法兰安装规程测试模块、润滑剂测试模块、泄漏率测试模块和测试平台，法兰安装规程测试模块、润滑剂测试模块和泄漏率测试模块均设置于测试平台上，测试平台为各个测试模块提供了支撑，提高了装置的结构稳定性，测试平台上设置有控制器，便于操作者控制各个测试模块以及实时获知检测结果。本发明还提供一种法兰接头预紧优化综合测试方法，利用法兰安装规程测试模块能够对法兰安装规程进行测试，利用润滑剂测试模块可以进行润滑剂对螺栓预紧力影响的试验，利用泄漏率测试模块能够测试垫片的泄漏率，还能够进行安装规程、泄漏率联合测试试验，提高测试工作效率。

Description

法兰接头预紧优化综合测试装置及方法
技术领域
本发明涉及连接紧固装置检测技术领域，特别是涉及一种法兰接头预紧优化综合测试装置及方法。
背景技术
承压设备可拆卸的密封连接形式比较多，如螺纹连接、承插式连接以及法兰连接等，其中法兰连接由于结构简单、装拆方便，在工业中应用最为普遍。但在实际使用过程中，受介质压力、温度以及管系的附加弯矩和附加轴向力的影响下，连接接头处易发生泄漏，导致密封失效，不仅浪费能源，对环境造成严重污染，损害人体健康，甚至导致爆炸等灾难性事故。
法兰连接结构主要由法兰、螺栓及垫片组成，其依靠螺栓预紧力把设备或管道的法兰环连接在一起，压紧垫片，实现连接处的密封。法兰连接作为重要的密封连接形式，要求其连接具有可靠的紧密性能和足够的强度。工程实践表明，螺栓法兰连接极少发生强度失效，大多数失效是因为密封性能不足而发生泄漏。经统计表明，造成法兰接头发生泄漏失效的主要原因为垫片质量不过关、螺栓预紧力不足等原因。通常情况下，垫片压缩回弹性能是其主要技术指标，但该指标体现不出垫片的泄漏性能，即其泄漏率水平是未知的，导致泄漏率超标的垫片也有可能用到工业现场，导致法兰接头发生泄漏。此外，法兰连接安装质量将直接影响到螺栓预紧力，若安装质量不过关，会导致法兰接头中各螺栓力不均匀，在后期使用过程中，势必会产生薄弱点，引起泄漏失效。其中，安装质量中的关键环节为螺栓组的预紧顺序，不同的预紧顺序，将会影响到安装效率、最终螺栓力的大小以及螺栓组中力值分布的均匀性。综上，检测垫片泄漏性能、评价优化螺栓组安装顺序，对于提升螺栓法兰接头的密封性能和开展相关科学研究，具有重要的现实意义，但是现有技术中，缺少检测、评价优化法兰接头密封性能方面的专用设备。
因此，如何提供一种能够检测、评价法兰接头密封性能的综合性设备，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰接头预紧优化综合测试装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使操作者能够便捷地进行垫片的泄漏率、法兰安装规程和评价润滑剂对螺栓预紧力的试验。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种法兰接头预紧优化综合测试装置，包括：
法兰安装规程测试模块，所述法兰安装规程测试模块包括平焊法兰、第一螺栓螺母组和第一法兰盘，所述平焊法兰能够通过所述第一螺栓螺母组与所述第一法兰盘相连，所述平焊法兰与所述第一法兰盘之间设置垫片；
润滑剂测试模块，所述润滑剂测试模块包括第二螺栓螺母组；
泄漏率测试模块，所述泄漏率测试模块包括第三螺栓螺母组和两个第二法兰盘，两个所述第二法兰盘通过第三螺栓螺母组相连，两个所述第二法兰盘之间设置垫片，两个所述第二法兰盘之间形成测漏腔体，所述测漏腔体的一端连接有高压气瓶，所述高压气瓶能够向所述测漏腔体内输送气体，所述测漏腔体与所述高压气瓶之间设置有标准容器，所述标准容器能够储存气体，所述测漏腔体的另一端与外界环境相连通，所述测漏腔体还连接有压力变送器和热电偶；
所述第一螺栓螺母组、所述第二螺栓螺母组和所述第三螺栓螺母组处均设置有垫片式压力传感器；
测试平台，所述法兰安装规程测试模块、所述润滑剂测试模块和所述泄漏率测试模块均设置于所述测试平台上，所述测试平台上设置有控制器，所述压力变送器、所述热电偶和所述垫片式压力传感器均与所述控制器相连。
优选地，所述测试平台包括平行设置的第一立柱和第二立柱，所述法兰安装规程测试模块的数量为两套，两套所述法兰安装规程测试模块分别设置于所述第一立柱和所述第二立柱上，所述第一立柱和所述第二立柱之间设置有连接板，所述第一立柱、所述第二立柱的轴线垂直于所述连接板，所述润滑剂测试模块设置于所述连接板上。
优选地，所述第一立柱的高度较所述第二立柱的高度高，一套所述法兰安装规程测试模块通过弯头与所述第一立柱的顶部相连，所述法兰安装规程测试模块的轴线与所述第一立柱的轴线相垂直，另一套所述法兰安装规程测试模块通过支撑架与所述第二立柱相连，所述法兰安装规程测试模块的轴线与所述第二立柱的轴线相垂直。
优选地，所述弯头与所述第一立柱、所述支撑架与所述第二立柱均可拆卸连接，所述支撑架与所述第二立柱的安装位置能够调整。
优选地，所述连接板包括平行设置的上连接板和下连接板，所述上连接板位于所述下连接板的顶部，所述上连接板与所述下连接板之间具有间隙，所述上连接板、所述下连接板的两端分别与所述第一立柱、所述第二立柱相连，所述上连接板具有能够容纳所述第二螺栓螺母组穿过的通孔，所述第二螺栓螺母组的底部与所述下连接板抵接。
优选地，所述泄漏率测试模块还包括缓冲罐，所述缓冲罐位于所述标准容器与所述高压气瓶之间。
优选地，测漏腔体与所述高压气瓶之间、所述测漏腔体与外界环境之间均设置流量调节阀，所述高压气瓶与所述测漏腔体之间设置减压阀，所述标准容器、所述缓冲罐和所述高压气瓶均设置阀门。
优选地，所述测漏腔体通过软管与所述高压气瓶相连，所述标准容器和所述缓冲罐均与所述软管相连。
本发明还提供一种法兰接头预紧优化综合测试方法，包括如下步骤：
步骤一、确定拟检测的法兰结构紧固规程，将法兰安装规程测试模块中的第一螺栓螺母组拧松，启动垫片式压力传感器，转动第一螺栓螺母组至拧紧状态，将垫片式压力传感器置零，按照拟测试的法兰结构紧固规程，向第一螺栓螺母组施加扭矩，直至设定完成紧固规程，加载过程中，控制器能够得到第一螺栓螺母组中螺栓的载荷值，用以评价紧固规程的合理性；
步骤二、利用润滑剂测试模块，在第二螺栓螺母组中选择试验螺栓和参考螺栓，将拟检测的润滑剂均匀地涂抹在试验螺栓的螺纹处和与其适配的螺母内侧，手动安装螺母，无需拧紧，参考螺栓和参考螺母无需涂抹润滑剂，启动垫片式压力传感器，将螺栓拧紧，将垫片式压力传感器置零，开始测试，向第二螺栓螺母组施加扭矩，直至达到目标预紧力，控制器能够得到试验螺栓和参考螺栓的载荷值，以评价润滑剂的效果；
步骤三、利用泄漏率测试模块
向两个第二法兰盘之间的垫片施加垫片预紧应力，达到规定值后保持一端时间；
标定两个第二法兰盘之间的空腔容积
令高压气瓶向测漏腔体中导入压力为ps的试验介质，关闭高压气瓶，令测漏腔体与标准容器相连通，测出测漏腔体与标准容器相连通后的平衡压力pε，两个第二法兰盘的空腔容积按下式计算：
Figure BDA0002330817370000041
式中：
Vs—测漏腔体的容积，单位为立方厘米
VB—标准容器的容积，单位为立方厘米
pB—标准容器中的初始绝对压力，单位为帕
ps—测漏腔体中导入的试验介质的绝对压力，单位为帕
pe—标准容器与测漏腔体连通后的绝对压力，单位为帕
测量垫片的泄漏率
向测漏腔体通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持一段时间，开始测漏，记录测漏开始时测漏腔体的压力p3和温度T3，并开始记时，记录并测量结束时测漏腔体内的压力p4和温度T4，垫片的泄漏率按下式计算：
Figure BDA0002330817370000042
式中：
Lv—体积泄漏率，N·cm3/s
pst—标准状况下大气压力，为101325Pa
Tst—标准状况下大气绝对温度，273.15K
p3—测漏开始时测漏腔体内的绝对压力，单位为帕
p4—测漏结束时测漏腔体内的绝对压力，单位为帕
T3—测漏开始时测漏腔体内的绝对温度，单位为K
T4—测漏结束时测漏腔体内的绝对温度，单位为K
Vs—测漏腔体的容积，单位为立方厘米
t—测漏时间，单位为秒。
优选地，在步骤三中，向两个第二法兰盘之间的垫片施加垫片预紧应力，达到规定值后保持15min；测量垫片的泄漏率时，向测漏腔体通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持10min，测量时间为2-10min。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明提供的法兰接头预紧优化综合测试装置，包括法兰安装规程测试模块、润滑剂测试模块、泄漏率测试模块和测试平台，法兰安装规程测试模块、润滑剂测试模块和泄漏率测试模块均设置于测试平台上，测试平台为各个测试模块提供了支撑，提高了装置的结构稳定性，测试平台上设置有控制器，便于操作者控制各个测试模块以及实时获知检测结果。本发明还提供一种法兰接头预紧优化综合测试方法，利用法兰安装规程测试模块能够对法兰安装规程进行测试，利用润滑剂测试模块可以进行润滑剂对螺栓预紧力影响的试验，利用泄漏率测试模块能够测试垫片的泄漏率，还能够进行安装规程、泄漏率联合测试试验，提高测试工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的结构示意图；
图2为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的正视方向示意图；
图3为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的右视方向示意图；
图4为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的俯视方向示意图；
图5为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的部分结构的轴侧方向示意图；
图6为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的法兰安装规程测试模块的拆解示意图；
图7为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的泄漏率测试模块的气路工作原理示意图；
其中，1为法兰安装规程测试模块，2为润滑剂测试模块，3为泄漏率测试模块，4为测试平台，5为平焊法兰，6为第一螺栓螺母组，7为第一法兰盘，8为垫片，9为第二螺栓螺母组，10为第三螺栓螺母组，11为第二法兰盘，12为高压气瓶，13为标准容器，14为压力变送器，15为热电偶，16为垫片式压力传感器，17为第一立柱，18为第二立柱，19为弯头，20为支撑架，21为上连接板，22为下连接板，23为缓冲罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种法兰接头预紧优化综合测试装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使操作者能够便捷地进行垫片的泄漏率、法兰安装规程和评价润滑剂对螺栓预紧力的试验。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-7，其中，图1为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的结构示意图，图2为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的正视方向示意图，图3为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的右视方向示意图，图4为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的俯视方向示意图，图5为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的部分结构的轴侧结构示意图，图6为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的法兰安装规程测试模块的拆解示意图，图7为本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置的泄漏率测试模块的气路工作原理示意图。
本发明提供一种法兰接头预紧优化综合测试装置，包括：
法兰安装规程测试模块1，法兰安装规程测试模块1包括平焊法兰5、第一螺栓螺母组6和第一法兰盘7，平焊法兰5能够通过第一螺栓螺母组6与第一法兰盘7相连，平焊法兰5与第一法兰盘7之间设置垫片8。
润滑剂测试模块2，润滑剂测试模块2包括第二螺栓螺母组9。
泄漏率测试模块3，泄漏率测试模块3包括第三螺栓螺母组10和两个第二法兰盘11盘，两个第二法兰盘11盘通过第三螺栓螺母组10相连，两个第二法兰盘11之间设置垫片8，两个第二法兰盘11之间形成测漏腔体，测漏腔体的一端连接有高压气瓶12，高压气瓶12能够向测漏腔体内输送气体，测漏腔体与高压气瓶12之间设置有标准容器13，标准容器13能够储存气体，测漏腔体的另一端与外界环境相连通，测漏腔体还连接有压力变送器14和热电偶15，压力变送器14能够测试测漏腔体内的压强，热电偶15能够测试测漏腔体内的温度。
第一螺栓螺母组6、第二螺栓螺母组9和第三螺栓螺母组10处均设置有垫片式压力传感器16，垫片式压力传感器16的数量与试验中具体用到的螺栓螺母的数量相一致，提高试验结果精确度。
测试平台4，法兰安装规程测试模块1、润滑剂测试模块2和泄漏率测试模块3均设置于测试平台4上，测试平台4上设置有控制器，压力变送器14、热电偶15和垫片式压力传感器16均与控制器相连。
本发明提供的法兰接头预紧优化综合测试装置，包括法兰安装规程测试模块1、润滑剂测试模块2、泄漏率测试模块3和测试平台4，法兰安装规程测试模块1、润滑剂测试模块2和泄漏率测试模块3均设置于测试平台4上，测试平台4为各个测试模块提供了支撑，提高了装置的结构稳定性，测试平台4上设置有控制器，便于操作者控制各个测试模块以及实时获知检测结果。利用法兰安装规程测试模块1能够对法兰安装规程进行测试，利用润滑剂测试模块2可以进行润滑剂对螺栓预紧力影响的试验，利用泄漏率测试模块3能够测试垫片8的泄漏率，还能够进行安装规程、泄漏率联合测试试验，提高测试工作效率。
其中，测试平台4包括平行设置的第一立柱17和第一立柱18，法兰安装规程测试模块1的数量为两套，两套法兰安装规程测试模块1能够测试DN125规格的法兰和DN250规格的法兰，实现不同规格的法兰安装规程的测试，两套法兰安装规程测试模块1分别设置于第一立柱17和第一立柱18上，第一立柱17和第一立柱18之间设置有连接板，第一立柱17、第一立柱18的轴线垂直于连接板，润滑剂测试模块2设置于连接板上，连接板连接第一立柱17和第一立柱18，增强结构稳定性，润滑剂测试模块2设置于连接板上，节约空间。在本具体实施方式中，第一立柱17、第二立柱18分别与测试平台4的底座螺栓连接，方便拆装，且能够保证测试平台的稳定性和刚度。
具体地，第一立柱17的高度较第一立柱18的高度高，一套法兰安装规程测试模块1通过弯头19与第一立柱17的顶部相连，法兰安装规程测试模块1的轴线与第一立柱17的轴线相垂直，另一套法兰安装规程测试模块1通过支撑架20与第一立柱18相连，法兰安装规程测试模块1的轴线与第一立柱18的轴线相垂直，法兰安装规程测试模块1的轴线垂直于第一立柱17/第一立柱18的轴线，方便操作人员进行测试操作。
同时，弯头19与第一立柱17、支撑架20与第一立柱18均可拆卸连接，便于拆装，支撑架20与第一立柱18的安装位置能够调整，方便操作人员根据试验需要调整弯头19与第一立柱17、支撑架20与第一立柱18的相对位置，提高试验操作便捷性。
更具体地，连接板包括平行设置的上连接板21和下连接板22，上连接板21位于下连接板22的顶部，上连接板21与下连接板22之间具有间隙，上连接板21、下连接板22的两端分别与第一立柱17、第一立柱18相连，上连接板21具有能够容纳第二螺栓螺母组9穿过的通孔，第二螺栓螺母组9的底部与下连接板22抵接，下连接板22能够为第二螺栓螺母组9提供支撑，在本具体实施方式中，上连接板21通孔的数量为三个，三个通孔等间距设置，提高连接板的结构稳定性。
另外，泄漏率测试模块3还包括缓冲罐23，缓冲罐23位于标准容器13与高压气瓶12之间，缓冲罐23能够在试验时对管路压强起到缓冲作用，保护管路安全。
在本具体实施方式中，测漏腔体与高压气瓶12之间、测漏腔体与外界环境之间均设置流量调节阀，高压气瓶12与测漏腔体之间设置减压阀，标准容器13、缓冲罐23和高压气瓶12均设置阀门，便于控制调节，保证试验顺利进行。
测漏腔体通过软管与高压气瓶12相连，标准容器13和缓冲罐23均与软管相连。
本发明还提供一种法兰接头预紧优化综合测试方法，包括如下步骤：
步骤一、确定拟检测的法兰结构紧固规程，包括目标预紧载荷、紧固模式、紧固轮次和载荷施加比例，目标预紧载荷需要结合第一螺栓螺母组6的尺寸确定，不能超出螺栓承载范围，将法兰安装规程测试模块1中的第一螺栓螺母组6拧松，启动垫片式压力传感器16，转动第一螺栓螺母组6至拧紧状态，将垫片式压力传感器16置零，按照拟测试的法兰结构紧固规程，通过力矩扳手向第一螺栓螺母组6施加扭矩，直至设定完成紧固规程，加载过程中，控制器能够得到第一螺栓螺母组6中螺栓的载荷值，用以评价紧固规程的合理性。
步骤二、利用润滑剂测试模块2，在第二螺栓螺母组9中选择试验螺栓和参考螺栓，将拟检测的润滑剂均匀地涂抹在试验螺栓的螺纹处和与其适配的螺母内侧，手动安装螺母，无需拧紧，参考螺栓和参考螺母无需涂抹润滑剂，启动垫片式压力传感器16，将螺栓拧紧，将垫片式压力传感器16置零，开始测试，向第二螺栓螺母组9施加扭矩，直至达到目标预紧力，控制器能够得到试验螺栓和参考螺栓的载荷值，以评价润滑剂的效果。
步骤三、利用泄漏率测试模块3
在测试之前，用溶剂(如丙酮)清洗第二法兰盘11的密封面，向两个第二法兰盘11之间的垫片8施加垫片预紧应力，不同材料的垫片8的预紧力如下表，达到规定值后保持一端时间；
可测试垫片及实验条件
Figure BDA0002330817370000101
标定两个第二法兰盘11盘之间的空腔容积
令高压气瓶12向测漏腔体中导入压力为ps的试验介质，关闭高压气瓶12，令测漏腔体与标准容器13相连通，测出测漏腔体与标准容器13相连通后的平衡压力pε，两个第二法兰盘11盘的空腔容积按下式计算：
Figure BDA0002330817370000111
式中：
Vs—测漏腔体的容积，单位为立方厘米
VB—标准容器13的容积，单位为立方厘米
pB—标准容器13中的初始绝对压力，单位为帕
ps—测漏腔体中导入的试验介质的绝对压力，单位为帕
pe—标准容器13与测漏腔体连通后的绝对压力，单位为帕
该标定过程重复三次，以三次测得的容积的算术平均值作为两个第二法兰盘11盘之间的空腔容积，各次测得的容积值与平均值的偏差不应大于3％。
测量垫片8的泄漏率
向测漏腔体通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持一段时间，开始测漏，记录测漏开始时测漏腔体的压力p3和温度T3，并开始记时，记录并测量结束时测漏腔体内的压力p4和温度T4，垫片8的泄漏率按下式计算：
Figure BDA0002330817370000112
式中：
Lv—体积泄漏率，Ncm3/s
pst—标准状况下大气压力，为101325Pa
Tst—标准状况下大气绝对温度，273.15K
p3—测漏开始时测漏腔体内的绝对压力，单位为帕
p4—测漏结束时测漏腔体内的绝对压力，单位为帕
T3—测漏开始时测漏腔体内的绝对温度，单位为K
T4—测漏结束时测漏腔体内的绝对温度，单位为K
Vs—测漏腔体的容积，单位为立方厘米
t—测漏时间，单位为秒。
取全部试验的平均值作为最终的试验结果。
在步骤三中，向两个第二法兰盘11之间的垫片8施加垫片预紧应力，达到规定值后保持15min；测量垫片8的泄漏率时，向测漏腔体通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持10min，测量时间为2-10min。
利用本发明的法兰接头预紧优化综合测试装置，能够同时测量垫片密封的泄漏率、法兰安装规程和评价润滑剂对螺栓预紧力的试验，以及安装规程-泄漏率联合测试试验；实现了不同法兰规格、不同安装位置的螺栓组预紧力测试试验；同时，本发明的装置还能够直接应用于工业现场，测试、校验法兰密封结构预紧力是否达标。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于，包括：
法兰安装规程测试模块，所述法兰安装规程测试模块包括平焊法兰、第一螺栓螺母组和第一法兰盘，所述平焊法兰能够通过所述第一螺栓螺母组与所述第一法兰盘相连，所述平焊法兰与所述第一法兰盘之间设置垫片；
润滑剂测试模块，所述润滑剂测试模块包括第二螺栓螺母组；
泄漏率测试模块，所述泄漏率测试模块包括第三螺栓螺母组和两个第二法兰盘，两个所述第二法兰盘通过第三螺栓螺母组相连，两个所述第二法兰盘之间设置垫片，两个所述第二法兰盘之间形成测漏腔体，所述测漏腔体的一端连接有高压气瓶，所述高压气瓶能够向所述测漏腔体内输送气体，所述测漏腔体与所述高压气瓶之间设置有标准容器，所述标准容器能够储存气体，所述测漏腔体的另一端与外界环境相连通，所述测漏腔体还连接有压力变送器和热电偶；
所述第一螺栓螺母组、所述第二螺栓螺母组和所述第三螺栓螺母组处均设置有垫片式压力传感器；
测试平台，所述法兰安装规程测试模块、所述润滑剂测试模块和所述泄漏率测试模块均设置于所述测试平台上，所述测试平台上设置有控制器，所述压力变送器、所述热电偶和所述垫片式压力传感器均与所述控制器相连。
2.根据权利要求1所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：所述测试平台包括平行设置的第一立柱和第二立柱，所述法兰安装规程测试模块的数量为两套，两套所述法兰安装规程测试模块分别设置于所述第一立柱和所述第二立柱上，所述第一立柱和所述第二立柱之间设置有连接板，所述第一立柱、所述第二立柱的轴线垂直于所述连接板，所述润滑剂测试模块设置于所述连接板上。
3.根据权利要求2所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：所述第一立柱的高度较所述第二立柱的高度高，一套所述法兰安装规程测试模块通过弯头与所述第一立柱的顶部相连，所述法兰安装规程测试模块的轴线与所述第一立柱的轴线相垂直，另一套所述法兰安装规程测试模块通过支撑架与所述第二立柱相连，所述法兰安装规程测试模块的轴线与所述第二立柱的轴线相垂直。
4.根据权利要求3所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：所述弯头与所述第一立柱、所述支撑架与所述第二立柱均可拆卸连接，所述支撑架与所述第二立柱的安装位置能够调整。
5.根据权利要求3所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：所述连接板包括平行设置的上连接板和下连接板，所述上连接板位于所述下连接板的顶部，所述上连接板与所述下连接板之间具有间隙，所述上连接板、所述下连接板的两端分别与所述第一立柱、所述第二立柱相连，所述上连接板具有能够容纳所述第二螺栓螺母组穿过的通孔，所述第二螺栓螺母组的底部与所述下连接板抵接。
6.根据权利要求1所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：所述泄漏率测试模块还包括缓冲罐，所述缓冲罐位于所述标准容器与所述高压气瓶之间。
7.根据权利要求6所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：测漏腔体与所述高压气瓶之间、所述测漏腔体与外界环境之间均设置流量调节阀，所述高压气瓶与所述测漏腔体之间设置减压阀，所述标准容器、所述缓冲罐和所述高压气瓶均设置阀门。
8.根据权利要求7所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于：所述测漏腔体通过软管与所述高压气瓶相连，所述标准容器和所述缓冲罐均与所述软管相连。
9.一种法兰接头预紧优化综合测试方法，利用权利要求1-8任一项所述的法兰接头预紧优化综合测试装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、确定拟检测的法兰结构紧固规程，将法兰安装规程测试模块中的第一螺栓螺母组拧松，启动垫片式压力传感器，转动第一螺栓螺母组至拧紧状态，将垫片式压力传感器置零，按照拟测试的法兰结构紧固规程，向第一螺栓螺母组施加扭矩，直至设定完成紧固规程，加载过程中，控制器能够得到第一螺栓螺母组中螺栓的载荷值，用以评价紧固规程的合理性；
步骤二、利用润滑剂测试模块，在第二螺栓螺母组中选择试验螺栓和参考螺栓，将拟检测的润滑剂均匀地涂抹在试验螺栓的螺纹处和与其适配的螺母内侧，手动安装螺母，无需拧紧，参考螺栓和参考螺母无需涂抹润滑剂，启动垫片式压力传感器，将螺栓拧紧，将垫片式压力传感器置零，开始测试，向第二螺栓螺母组施加扭矩，直至达到目标预紧力，控制器能够得到试验螺栓和参考螺栓的载荷值，以评价润滑剂的效果；
步骤三、利用泄漏率测试模块
向两个第二法兰盘之间的垫片施加垫片预紧应力，达到规定值后保持一端时间；
标定两个第二法兰盘之间的空腔容积
令高压气瓶向测漏腔体中导入压力为ps的试验介质，关闭高压气瓶，令测漏腔体与标准容器相连通，测出测漏腔体与标准容器相连通后的平衡压力pε，两个第二法兰盘的空腔容积按下式计算：
Figure FDA0002330817360000031
式中：
Vs—测漏腔体的容积，单位为立方厘米
VB—标准容器的容积，单位为立方厘米
pB—标准容器中的初始绝对压力，单位为帕
ps—测漏腔体中导入的试验介质的绝对压力，单位为帕
pe—标准容器与测漏腔体连通后的绝对压力，单位为帕
测量垫片的泄漏率
向测漏腔体通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持一段时间，开始测漏，记录测漏开始时测漏腔体的压力p3和温度T3，并开始记时，记录并测量结束时测漏腔体内的压力p4和温度T4，垫片的泄漏率按下式计算：
Figure FDA0002330817360000032
式中：
Lv—体积泄漏率，N·cm3/s
pst—标准状况下大气压力，为101325Pa
Tst—标准状况下大气绝对温度，273.15K
p3—测漏开始时测漏腔体内的绝对压力，单位为帕
p4—测漏结束时测漏腔体内的绝对压力，单位为帕
T3—测漏开始时测漏腔体内的绝对温度，单位为K
T4—测漏结束时测漏腔体内的绝对温度，单位为K
Vs—测漏腔体的容积，单位为立方厘米
t—测漏时间，单位为秒。
10.根据权利要求9所述的法兰接头预紧优化综合测试方法，其特征在于：在步骤三中，向两个第二法兰盘之间的垫片施加垫片预紧应力，达到规定值后保持15min；测量垫片的泄漏率时，向测漏腔体通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持10min，测量时间为2-10min。
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