外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种外弯矩作用下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；所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构。本实用新型专利技术应用于外弯矩作用下的高温法兰，应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一套法兰测试系统，具体涉及一种外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统。
技术介绍
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，各种炼化装置中普遍存在高温高压工况。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；在有外弯矩作用时，法兰各部分应力特征也会有很大变化，偏转、翘曲、裂纹可能加剧泄漏。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外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统对在外弯矩作用下高温法兰的应力进行监测，以保证管道连接的安全性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，所述测试系统应用于外弯矩作用下的高温法兰，能准确测试法兰外壁的应力，保证生产、施工的顺利进行。本技术是这样实现的:一种外弯矩作用下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；所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构，所述外弯矩加载机构包括液压加载装置，所述液压加载装置向左、右管道施加力，在法兰连接处的管道上形成外力矩，力矩大小可自由调节，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，且沿周向均匀分布。本外弯矩作用下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门；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。所述外弯矩加载机构主要由液晶控制面板、液压加载装置、加载支架和加载臂构成；所述液压加载装置可以由液晶控制面板来控制，根据测试的需要来进行合理的加载，即可以提供从零加载到量程内任意想要的载荷值。加载支架与液压加载装置的伸出杆焊接为一体。所述液压加载装置可提供量程内任意大小的力，所述加载支架上设有加载臂，加载臂可在加载支架上左右移动，与管道下的支座共同作用，提供不同类型的弯矩，所述加载臂与左管道、右管道接触。本外弯矩作用下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)、介质加热机构、外弯矩加载机构和应力测试机构组成，泵在法兰待测空腔内制造高压环境，法兰待测空腔的中部设置有一电加热装置，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。所述外弯矩加载机构在法兰两端的管道(左管道、右管道)上施加液压加载装置量程内的任意力，该力结合管道下方的支座形成弯矩，控制力的大小即控制弯矩的大小。本技术利用泵或空气压缩机为管道法兰连接机构提供高压环境，利用电加热装置为管道法兰提供高温环境，可以做多组温度和压力情况下的测试，可以测量法兰连接在高温高压条件承受外弯矩作用下的应力。本技术适用于液体介质和气体介质。本技术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、温度条件下的法兰上的应力水平，判断是否有内部裂纹以及裂纹扩展情况。本技术应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。【附图说明】图1为本外弯矩作用下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-排气阀、4-左管道、5-电加热装置、6_液晶控制面板、7_加载支架、8-液压加载装置、9-加载臂、10-垫片、11-螺栓、12-法兰、13-盲板、14-电加热器电柜、15-支座、16-底流口阀门、17-温度传感器、18-压力传感器、19-计算机、20-应变仪、21-应变片、22-右管道。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步的说明。如图1、图2所示，一种外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道4、右管道22，以及连接左管道4和右管道22的法兰12，所述法兰12通过螺栓11进行连接，并采用垫片10进行密封，左管道4、右管道22、法兰12形成法兰待测空腔，所述左管道4上设有排气阀3，所述右管道22上设有底流口阀门16 ；所述左管道4通过阀门2与泵I连接，所述右管道22与盲板13焊接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器17、压力传感器18、通过电热器电柜14控制的电加热装置5，该温度传感器17监测法兰待测空腔内介质的温度，该压力传感器18测量法兰待测空腔内的压力，该电加热装置5可对法兰待测空腔内介质进行加热；所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构，所述外弯矩加当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外弯矩作用下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；所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构，所述外弯矩加载机构包括液压加载装置，所述液压加载装置向左管道和右管道施加力，与支座共同作用，在法兰连接处的管道上形成外力矩，力矩大小能自由调节；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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王明伍，喻九阳，郑小涛，林纬，徐建民，刘昊，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42