CN204313991U - 高温管道法兰应力监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道、右管道，以及连接左管道和右管道的法兰，所述法兰采用垫片进行密封，左管道、右管道、法兰形成法兰待测空腔；左管道通过阀门与泵连接，右管道与盲板焊接；法兰待测空腔内设有温度传感器、压力传感器、电加热装置；所述系统还包括应力测试机构，所述应力测试机构包括应变片，应变片通过排线与应变仪和计算机连接。本实用新型应用于高温法兰，能监测法兰外壁应力的实时分布；且应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。

Description

高温管道法兰应力监测系统

技术领域

本实用新型涉及一套法兰测试系统，具体涉及一种高温管道法兰应力监测系统。

背景技术

法兰连接是石油化工设备中常用的连接方式，因其具有易于拆卸安装的优点，广泛应用于石化、核电、冶金、制药等行业的压力容器及管道中。随着经济发展与能源供应的矛盾日益突出，炼油及化工技术迅速发展，管道法兰在各种炼化装置中普遍应用。在高温操作条件下，法兰可能发生偏转、翘曲、蠕变、裂纹扩展等变化，法兰各部分应力变化复杂；高温法兰泄漏是石油化工等企业发生重大事故的主要原因之一。因此，我们有必要设计一种高温管道法兰应力监测系统对法兰上复杂的应力进行监测分析，以保证管道连接的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高温管道法兰应力监测系统，所述测试系统应用于高温法兰，监测法兰外壁应力的实时分布，能准确监测法兰应力，保证生产、施工的顺利进行。

本实用新型是这样实现的：一种高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道、右管道，以及连接左管道和右管道的法兰，所述法兰采用垫片进行密封，左管道、右管道、法兰形成法兰待测空腔；

所述左管道通过阀门与泵连接，所述右管道与盲板焊接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器、压力传感器、通过电热器电柜控制的电加热装置；

所述系统还包括应力测试机构，所述应力测试机构包括应变片，应变片通过排线与应变仪和计算机连接。

所述应变片均匀分布在左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上。

本高温管道法兰应力监测系统中，法兰待测空腔的左端设置有一台泵，在泵的输出管线上有一个阀门，输出管线直接与左管道接通，用泵将介质输送到法兰待测空腔内，并在法兰待测空腔内设置压力传感器和温度传感器，该温度传感器监测法兰待测空腔内介质的温度，该压力传感器测量法兰待测空腔内的压力；管道的下方设置有支撑支架（支座），管道上方设置有排气阀；法兰采用螺栓进行连接，并用垫片进行密封；所述法兰待测空腔的中部设置有一电加热装置，可对法兰待测空腔内介质进行加热。

所述法兰应力测试机构主要包括应变片、应变仪，所述应变片分布在管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上，且沿周向均匀分布；所述应变片的电信号变化由排线传送到应变仪和计算机中。

本高温管道法兰应力监测系统主要由管道法兰连接机构（管道法兰连接机构由泵、管道、法兰、盲板等组成）、应力测试机构组成，泵在法兰待测空腔内制造高压环境，电加热装置在法兰待测空腔内制造高温环境将法兰待测空腔内介质加热到指定温度，温度、压力传感器来测量法兰待测空腔的温度、压力。

本实用新型利用泵或空气压缩机为管道法兰连接机构提供高压环境，电加热装置在法兰待测空腔内制造高温环境，可以做多组温度和压力情况下的测试，以确保测试结果准确。本实用新型适用于液体介质和气体介质。本实用新型可以准确测试管道圆筒段、锥颈段和法兰盘外壁上的应力，实时监测不同压力和温度条件下的法兰上的应力水平。本实用新型应用于高温法兰，能监测高温条件下法兰外壁应力的实时分布，判断是否有内部裂纹以及裂纹扩展情况；本实用新型应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。

附图说明

图1为本高温管道法兰应力监测系统的结构示意图。

图2为图1中D的放大图。

图中：1-泵、2-阀门、3-左管道、4-电加热装置、5-排线、6-螺栓、7-垫片、8-法兰、9-排气阀、10-盲板、11-电热器电柜、12-泄压阀、13-支座、14-温度传感器、15-压力传感器、16-计算机、17-应变仪、18-应变片、19-右管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1、图2所示，一种高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道3、右管道19，以及连接左管道3和右管道19的法兰8，所述法兰8通过螺栓6进行连接，并采用垫片7进行密封，左管道3、右管道19、法兰8形成法兰待测空腔，所述右管道19上设有泄压阀12和排气阀9：

所述左管道3通过阀门2与泵1连接，所述右管道19与盲板10焊接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器14、压力传感器15、通过电热器电柜11控制的电加热装置4，该温度传感器14监测法兰待测空腔内介质的温度，该压力传感器15测量法兰待测空腔内的压力，该电加热装置4可对法兰待测空腔内介质进行加热；

所述系统还包括应力测试机构，所述应力测试机构包括应变片18、计算机16和应变仪17，所述应变片18如图2均匀分布在左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上，且沿周向均匀分布。所述应变片18通过排线5与应变仪17和计算机16连接。

为了保证测量的准确性，所述左管道3和右管道19下设有支座13。

所述泵1用于将介质（液体或气体）输送到法兰待测空腔中，在法兰待测空腔中形成高压环境，法兰待测空腔的管道上设置有排气阀9，向法兰待测空腔内充入介质时用于排气；所述电加热器4用于将介质温度提升到某一温度，电加热器4的加热力度受电热器电柜11控制。在法兰待测空腔中设置有温度传感器14和压力传感器15，实时监测法兰待测空腔中介质的温度、压力。盲板10焊接在右管道19末端，其密封效果好，电加热装置4安装保证密封良好。

如图2所示，沿法兰盘、锥颈、左管道和右管道的外壁均匀贴有应变片18，且应变片18沿周向均匀分布，应变片18上电信号的变化通过导线（排线5）传递到应变仪17，应变片18测量法兰上各个部位的应力，并实时在应变仪17和计算机16中显示应变、应力及其随时间的变化规律。

温度传感器14、压力传感器15可将信号输送至计算机16中进行显示，也可输送至单片机中进行显示。

本实用新型的工作工程：

（1）高温管道法兰应力监测系统工作前，计算机16开机待用，应变仪17开机预热，检查阀门2、排气阀9、泄压阀12开关状态；

（2）高温管道法兰应力监测系统工作时，泵1将介质充入法兰待测空腔，通过压力传感器15显示法兰待测空腔内压力，将压力调节到待测压力；开启电加热装置4，凭借温度传感器14显示法兰待测空腔内温度，将介质温度调节到待测温度；在此高温工况下，凭借温度传感器14显示法兰待测空腔内温度，在此工况下，保压足够长的时间，通过应变仪17和计算机16共同监测法兰上的应力变化。

Claims (5)

1.一种高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道、右管道，以及连接左管道和右管道的法兰，所述法兰采用垫片进行密封，左管道、右管道、法兰形成法兰待测空腔，其特征在于：

所述左管道通过阀门与泵连接，所述右管道与盲板焊接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器、压力传感器、通过电热器电柜控制的电加热装置；

所述系统还包括应力测试机构，所述应力测试机构包括应变片，应变片通过排线与应变仪和计算机连接；所述应变片均匀分布在左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上。

2.如权利要求1所述的高温管道法兰应力监测系统，其特征在于：所述应变片沿左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁周向均匀分布。

3.如权利要求1所述的高温管道法兰应力监测系统，其特征在于：所述右管道上设有排气阀和泄压阀。

4.如权利要求3所述的高温管道法兰应力监测系统，其特征在于：所述右管道和左管道下设有支座。

5.如权利要求1所述的高温管道法兰应力监测系统，其特征在于：所述电加热装置置于法兰待测空腔的中部。