CN115031902B - 一种燃气管道接头气密性试验检测装置及气密性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气管道接头气密性试验检测装置及气密性测试方法，用于对电熔承口管件的承口部进行气密性测试，包括具有密封腔室的壳体，在壳体上设有压力机；待测试的被测气管从壳体外穿入密封腔室内，在密封腔室内具有承压支座，所述承压支座具有将被测气管包裹住的环形部；所述环形部贴合在被测气管的外壁表面，所述压力机的端部穿入壳体内并通过其端部设置的压头压合在环形部中露出的被测气管表面，通过与环形部配合实现对被测气管进行挤压测试。
Description
技术领域
本发明属于技术领域，具体涉及一种燃气管道接头气密性试验检测装置及气密性测试方法。
背景技术
随着城市现代化建设的发展需求，天然气的使用也越来越广泛，西气东输，把蕴藏丰富的天然气从西部输送到东部地区，就需要铺设漫长的输送管道，其中，电熔管件是现有技术中常用的管道结构。电熔管件是指可以通过电流所产生的温度而熔化达到连接的一种塑料（聚乙烯）管材配件。容量（就是安数）是主要参数，在一些低压电路中，对电压要求不高，只标安数即可。
在铺设天然气管道时，每隔一段距离就得放置一个绝缘接头，因此，对于绝缘接头的需求往往比较大，燃气设备企业对其也大量生产。由于这种聚乙烯电熔管件的接头为自带有电阻丝材质，安装时只需将管材与管件通过夹具进行固定，然后按照设计需求通电一定时间，就能够使其达到较好的熔接效果，但安装时需要防止焊接过程中发生错位及松动。而厂商在进行生产调试时，会根据需求对不同管径的聚乙烯电熔管接头进行试验，通过更换电阻丝尺寸型号、电阻丝布局以及接头结构设计来实现不同的技术效果，并通过试验确定是否需要对安装工艺进行调整，例如熔接通电时间以及电压大小等参数，而试验的核心在于熔接后的接头部分的气密性是否达标。依照普通的测试方法，在对管道接头区域进行简单固定后，然后进行挤压和拉伸测试，查看其在一定拉伸力或挤压力的条件范围中其结构形变情况和气密性。
但在进行气密性试验时，由于挤压或者拉伸过程中，是将外力施加在管道接头的缝隙处进行整体形变检测，而试验过程中可能会因外力过大而导致各种情况出现，尤其是漏气的位置，因为外力会导致整个管口发生不可控的形变，但缺陷本身可能并不在对应的形变位置。则导致检测过程中，由于厂商需要定制各种不同尺寸参数及结构特征的管道接头，无法在测试时消除其他影响因素，则对于确定工艺、结构或材料的替换而导致的缺陷的具体位置无法确定。而实际因工艺、结构或材料的替换而导致的缺陷位置无法准确定位时，对于反推其缺陷原因则带来较大的阻碍。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种燃气管道接头气密性试验检测装置及气密性测试方法，通过区别于现有的测试方式，专门针对不同管径的聚乙烯电熔管道组件的接头进行气密性测试，从而能够获取到更加准确的缺陷位置，从而反推导电熔接结构的设置方式和结构的缺陷，有针对性的进行调整。
本发明所采用的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种燃气管道接头气密性试验检测装置，用于对电熔承口管件的承口部进行气密性测试，包括具有密封腔室的壳体，在壳体上设有压力机；
待测试的被测气管从壳体外穿入密封腔室内，在密封腔室内具有承压支座，所述承压支座具有将被测气管包裹住的环形部；
所述环形部贴合在被测气管的外壁表面，所述压力机的端部穿入壳体内并通过其端部设置的压头压合在环形部中露出的被测气管表面，通过与环形部配合实现对被测气管进行挤压测试。
结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述壳体包括一个主腔，主腔内为密封腔室，在主腔上至少设置一个与密封腔室连通的开口，从开口向密封腔室内加注液体，其中液体的液位高于被测气管。
结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述主腔为具有一个贯穿通道的容器，贯穿通道的两个开口端面上各设有一个侧板进行密封，并通过侧板的底部设有的支脚将整个壳体支撑。
结合第一方面的第二种实施方式，本发明提供第一方面的第三种实施方式，所述主腔具有一个平面顶部和一个弧面底部，所述压力机设置在平面顶部。
结合第一方面或第一方面的第一至三种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，所述承压支座的环形部具有缺口，所述压头具有弧形面，所述弧形面贴合在环形部的缺口处并将缺口完全覆盖。
结合第一方面的第三种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，所述侧板上具有圆孔，两侧侧板与承压支座的环形部的轴线共线，被测气管从一侧圆孔穿入并经过承压支座后从另一侧圆孔穿出；
所述圆孔与被测气管接触的表面上设有用于降低摩擦力的密封轴承，在环形部表面设有若干滚珠。
结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，所述缺口所占整个环形部的圆心角范围在0-40°。
结合第一方面的第一至三种实施方式，本发明提供第一方面的第七种实施方式，所述壳体上还设有保压气罐，所述被测气管两端端部设有密封盖，并在密封盖的中部设有气嘴，通过通气管连通两侧气嘴与保压气罐使被测气管内注满气压大于大气压的测试气体。
结合第一方面的第七种实施方式，本发明提供第一方面的第八种实施方式，所述壳体上设有安装位，通过安装位固定有压力机拉力机或保压气罐。
第二方面，本发明提供一种气密性检测方法，采用上述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，具体步骤如下：
S1.首先将壳体拆开，将被测气管截取至其具有至少一个承口管件的部分，然后沿被测气管的轴线等圆心角在承压管件外端面上划出若干测试区域；
S2.然后将被测气管放置在壳体的承压支座上，且使承口管件的开口边沿贴合在承压支座的环形部边沿处；
S3.然后在壳体封闭前，向壳体内注入测试液体使其没过被测气管；
S4.再将被测气管与保压气罐连通，并打开气压阀使得被测气管内注入测试气体；
S5.使用者用手从外部转动被测气管，使其处于环形部缺口处的部分正好为单个测试区域后停止转动，再记录测试区域的编号后启动压力机使压头压在测试区域，在持续挤压过程中观察是否出现气泡，若在单次挤压时间内未出现气泡则将压头提起，再转动被测气管至下一测试区域在缺口处露出后，进行重复操作，若发现气泡便停止挤压，并将被测气管取出后剖切查看缺陷情况，若无气泡产生，则直至所有测试区域经过若干次挤压测试后完成测试。
本发明的有益效果为：
本发明通过设置的特定检测设备，通过承压支座的环形部与压头配合，从而对聚乙烯电熔管件中的承口管件连接处进行气密性挤压测试，避免了现有检测方式中仅对整个管件施压造成其整体形变而产生不确定缺口的问题，通过划分不同测试区域，并通过小范围的挤压形变测试，由于环形部的承托，致使在小范围内出现缺陷后能够精确定位因电熔工艺导致出现缺陷的位置，从而反推制作工艺的问题并修改对应结构和工艺步骤。
附图说明
图1为本发明实施例中的检测结构的整体侧视图；
图2为本发明实施例中的检测结构的整体轴测图；
图3为本发明实施例中的检测结构的整体正视图；
图4是本发明实施例中将检测结构的外壳剖切后的正视图；
图5是本发明实施例中将检测结构的外壳剖切后的轴测图。
图中：1-壳体，1.1-侧板，1.2-主腔，2-被测气管，2.1-管体，2.2-承口管件，3-压力机，4-保压气罐，5-承压支座，6-压头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1：
本实施例公开一种燃气管道接头气密性试验检测装置，用于对电熔承口管件2.2的承口部进行气密性测试，包括具有密封腔室的壳体1，在壳体1上设有压力机3；待测试的被测气管2从壳体1外穿入密封腔室内，在密封腔室内具有承压支座5，所述承压支座5具有将被测气管2包裹住的环形部；所述环形部贴合在被测气管2的外壁表面，所述压力机3的端部穿入壳体1内并通过其端部设置的压头6压合在环形部中露出的被测气管2表面，通过与环形部配合实现对被测气管2进行挤压测试。
其中，壳体1包括一个主腔1.2，主腔1.2内为密封腔室，在主腔1.2上至少设置一个与密封腔室连通的开口，从开口向密封腔室内加注液体，其中液体的液位高于被测气管2。主腔1.2为具有一个贯穿通道的容器，贯穿通道的两个开口端面上各设有一个侧板1.1进行密封，并通过侧板1.1的底部设有的支脚将整个壳体1支撑。
主腔1.2具有一个平面顶部和一个弧面底部，所述压力机3设置在平面顶部。承压支座5的环形部具有缺口，所述压头6具有弧形面，所述弧形面贴合在环形部的缺口处并将缺口完全覆盖。侧板1.1上具有圆孔，两侧侧板1.1与承压支座5的环形部的轴线共线，被测气管2从一侧圆孔穿入并经过承压支座5后从另一侧圆孔穿出；圆孔与被测气管2接触的表面上设有用于降低摩擦力的密封轴承，在环形部表面设有若干滚珠。
缺口所占整个环形部的圆心角范围在0-40°。壳体1上还设有保压气罐4，所述被测气管2两端端部设有密封盖，并在密封盖的中部设有气嘴，通过通气管连通两侧气嘴与保压气罐4使被测气管2内注满气压大于大气压的测试气体。壳体1上具有可观测内部状态的视窗。
本实施例还提供一种气密性检测方法，采用上述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，具体步骤如下：
S1.首先将壳体1拆开，将被测气管2截取至其具有至少一个承口管件2.2的部分，然后沿被测气管2的轴线等圆心角在承压管件外端面上划出若干测试区域；
S2.然后将被测气管2放置在壳体1的承压支座5上，且使承口管件2.2的开口边沿贴合在承压支座5的环形部边沿处；
S3.然后在壳体1封闭前，向壳体1内注入测试液体使其没过被测气管2；
S4.再将被测气管2与保压气罐4连通，并打开气压阀使得被测气管2内注入测试气体；
S5.使用者用手从外部转动被测气管2，使其处于环形部缺口处的部分正好为单个测试区域后停止转动，再记录测试区域的编号后启动压力机3使压头6压在测试区域，在持续挤压过程中观察是否出现气泡，若在单次挤压时间内未出现气泡则将压头6提起，再转动被测气管2至下一测试区域在缺口处露出后，进行重复操作，若发现气泡便停止挤压，并将被测气管2取出后剖切查看缺陷情况，若无气泡产生，则直至所有测试区域经过若干次挤压测试后完成测试。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上进行优化限定，其中，整个壳体1为一种密封的台式机构，通过设置在一固定台面上进行使用。如图1-图5所示，图中的壳体1具有一个弧形底部和一个平面顶部，弧形底部的四角位置设置有支腿。
该设备主要是针对应用在燃气管道中的聚乙烯电熔管件，具体为聚乙烯电熔管件的接头部分，对其进行气密性检测。需要说明的是，本实施例中以被测气管2对本设备进行测试的所有管件对象进行指代，而被测气管2包括两根管体2.1和承口管件2.2，承口管件2.2连接两根被测气管2。
该壳体1为组合式结构，包括主腔1.2和设置在主腔1.2两侧的侧板1.1。主腔1.2为管道式结构，内部具有较大的空腔，并通过两侧的侧板1.1密封形成密封空腔，而管件的密封性测试则是在该密封空腔中进行。
侧板1.1上设有一个开孔，用于穿入的被测气管2，而该开孔的直径大于被测气管2的外径，并在开孔上设有一个可旋转的夹具，当插入的被测气管2固定到位时，通过夹具将被测气管2处于开孔的部位夹住固定，限制被测气管2沿其轴线方向往复运动。使用者可在外部手持落出对应开孔的被测气管2部分进行旋转，从而配合内部结构完成对应区域的检测。而开孔外侧还设有一个可拆卸的密封环，当被测气管2处于对应位置后，便先安装密封环进行密封，然后再通过夹具对被测气管2进行固定。
值得说明的是，所谓密封空腔并不是指该壳体1内部形成的绝对密闭空间，而是指其具有一定空间，使其内部盛装的测试液体不会漏出，而壳体1顶部具有的开口导致整个壳体1并不具有较好的气密性性能。
进一步地，该壳体1在主腔1.2的顶部平面上设有一个模块化的连接件，包括固定的螺孔安装位或安装座，并通过螺孔安装位或安装座连接有压力机3、拉杆机以及保压气罐4。
图中仅示出该检测装置进行挤压检测的压力机3，同时还设有用于对被测气管2提供一定气压的保压气罐4。所谓的螺孔安装位是指在顶盖上设有带有若干螺孔的安装板，而压力机3、拉杆机和保压气罐4底部均设有与安装板的螺孔孔距相对应的安装孔，通过螺栓可将其固定在安装板对应的位置，从而实现模块化安装的需求，在试验时可根据需求替换对应的测试模块。而安装座也同样是一种通用的安装结构，并在三种测试模块上设有对应且相同的连接件，从而实现可拆卸替换的效果。
其中，压力机3如图所示，具有一个气缸、若干导向柱以及设置在气缸推杆端部的压头6。而在主腔1.2内部还设有一个与压头6配合的承压支座5。需要说明的是，承压支座5具有一个带有缺口的环形部，通过将被测气管2从环形部侧面插入其中进行试验。而环形部与承压支座5底部通过螺栓或其他固定方式连接，从而实现替换不同尺寸的环形部的效果，以测试不同尺寸的管件。
测试时，环形部的内壁与被测气管2的外壁紧贴，且主要是接头的连接外表面，避免在测试时压力机3或拉杆机对承口管件2.2的端面施加外力时造成其他部位的形变，而至在对应缺口区域形成形变，从而减小测试影响因素，能够通过缩小形变范围对可能存在的真实缺陷进行准确定位，而使用者可根据需求确定缺口在环形部的所占比例，但缺口所占比例大于40%后便无法准确获取到对应位置，同时进行拉伸测试时可能会使整个管件与环形部脱离接触，从而无法完成试验。
实施例1中对挤压测试的方法进行详述，图中未示出拉杆机的结构。本实施例对其进行限定，拉杆机具有一个门型支架，该门型支架固定在主腔1.2的平整顶面上，并内部具有一个滑轨，在滑轨上设有一个滑块，通过伺服电机和滚珠丝杠进行驱动，从而提供向外的拉扯力。
而拉杆机还包括设置在主腔1.2内部的拉钩连杆，而拉钩连杆包括两个相互铰接的部分，即杆件和钩件。其中杆件的一端从主腔1.2顶部的开口穿出并与滑块铰接，而钩件具有环形的钩部，其尖头侵入承口管件2.2的缝隙内并勾住承口管件2.2，通过外部的滑块拉动杆件，并由杆件给钩部提供向外翻转的拉扯力，从而测试其承口管件2.2的对应缝隙区域在拉伸形变中是否会出现缺口。
亦或是，拉力机包括设置在顶面上并与被测气管2的轴线方向保持平行的滑轨，该滑轨上的滑块同样在被测气管2的平行方向上直线运动，并通过丝杠和伺服电机驱动。而在主腔1.2内部具有的拉钩连杆，其杆件的端部通过拉伸与滑块连接，通过滑块给承口管件2.2的缝隙处施加切向的拉力，使其接触的缝隙边沿受到向外翻转的力。由于切向的拉力会致使被测气管2具有轴线方向上的分力，可能会导致被测气管2在轴线方向上克服与环形部的摩擦力进行位移，故在主腔1.2内还设有与环形部配合的阻挡部，从环形部一侧插入被测气管2后，使其插入端抵在阻挡部表面后停止，且拉力机施加的外力会致使被测气管2朝向阻挡部具有移动趋势。
与挤压测试方式相同的是，同样对被测气管2等圆心角划分若干个测试区域，然后在每个测试区域上采用油性笔进行编号。每次将被测气管2插入环形部内并转动至对应编号的测试区域后，将钩部插入其对应的承口管件2.2缝隙处，并使外部拉力机缓慢拉动拉钩连杆使其保持初始状态，然后等固定好后开始测试并缓慢增加拉力直至达到设定最大拉伸力或水中出现气泡后停止。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (8)
1.一种燃气管道接头气密性试验检测装置，用于对电熔承口管件的承口部进行气密性测试，其特征在于：包括具有密封腔室的壳体（1），在壳体（1）上设有压力机（3）；
待测试的被测气管（2）从壳体（1）外穿入密封腔室内，在密封腔室内具有承压支座（5），所述承压支座（5）具有将被测气管（2）包裹住的环形部；
所述环形部贴合在被测气管（2）的外壁表面，所述压力机（3）的端部穿入壳体（1）内并通过其端部设置的压头（6）压合在环形部中露出的被测气管（2）表面，通过与环形部配合实现对被测气管（2）进行挤压测试；
所述承压支座（5）的环形部具有缺口，所述压头（6）具有弧形面，所述弧形面贴合在环形部的缺口处并将缺口完全覆盖；
所述壳体（1）包括一个主腔（1.2），主腔（1.2）内为密封腔室，在主腔（1.2）上至少设置一个与密封腔室连通的开口，从开口向密封腔室内加注液体，其中液体的液位高于被测气管（2）。
2.根据权利要求1所述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，其特征在于：所述主腔（1.2）为具有一个贯穿通道的容器，贯穿通道的两个开口端面上各设有一个侧板（1.1）进行密封，并通过侧板的底部设有的支脚将整个壳体（1）支撑。
3.根据权利要求2所述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，其特征在于：所述主腔（1.2）具有一个平面顶部和一个弧面底部，所述压力机（3）设置在平面顶部。
4.根据权利要求3所述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，其特征在于：所述侧板（1.1）上具有圆孔，两侧侧板（1.1）与承压支座（5）的环形部的轴线共线，被测气管（2）从一侧圆孔穿入并经过承压支座（5）后从另一侧圆孔穿出；
所述圆孔与被测气管（2）接触的表面上设有用于降低摩擦力的密封轴承，在环形部表面设有若干滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，其特征在于：所述缺口所占整个环形部的圆心角范围在0-40°。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，其特征在于：所述壳体（1）上还设有保压气罐（4），所述被测气管（2）两端端部设有密封盖，并在密封盖的中部设有气嘴，通过通气管连通两侧气嘴与保压气罐（4）使被测气管（2）内注满气压大于大气压的测试气体。
7.根据权利要求6所述的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，其特征在于：所述壳体（1）上设有安装位，通过安装位固定有压力机（3）拉力机或保压气罐（4）。
8.一种气密性检测方法，其特征在于：采用上述权利要求7中的一种燃气管道接头气密性试验检测装置，具体步骤如下：
S1.首先将壳体（1）拆开，将被测气管（2）截取至其具有至少一个承口管件（2.2）的部分，然后沿被测气管（2）的轴线等圆心角在承口管件（2.2）外端面上划出若干测试区域；
S2.然后将被测气管（2）放置在壳体（1）的承压支座（5）上，且使承口管件（2.2）的开口边沿贴合在承压支座（5）的环形部边沿处；
S3.然后在壳体（1）封闭前，向壳体（1）内注入测试液体使其没过被测气管（2）；
S4.再将被测气管（2）与保压气罐（4）连通，并打开气压阀使得被测气管（2）内注入测试气体；
S5.使用者用手从外部转动被测气管（2），使其处于环形部缺口处的部分正好为单个测试区域后停止转动，再记录测试区域的编号后启动压力机（3）使压头（6）压在测试区域，在持续挤压过程中观察是否出现气泡，若在单次挤压时间内未出现气泡则将压头（6）提起，再转动被测气管（2）至下一测试区域在缺口处露出后，进行重复操作，若发现气泡便停止挤压，并将被测气管取出后剖切查看缺陷情况，若无气泡产生，则直至所有测试区域经过若干次挤压测试后完成测试。
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