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；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。本实用新型专利技术应用于工业法兰，能实时监测法兰外壁应力的分布；且应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。

【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，管道法兰在各种炼化装置中普遍应用。在生产、施工中，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；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。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种管道法兰应力监测系统，所述测试系统应用于工业法兰，实时监测法兰外壁应力的分布，能准确监测法兰应力，保证生产、施工的顺利进行。本技术是这样实现的:一种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；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，温度、压力传感器来测量法兰待测空腔的温度、压力。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，可以做多组压力情况下的测试，以确保测试结果准确。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。本技术应用于工业法兰，能实时监测法兰外壁应力的分布；且应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。【附图说明】图1为本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-排线、5-螺栓、6-垫片、7-法兰、8-排气阀门、9-盲板、10-底流口阀门、11-支座、12-温度传感器、13-压力传感器、14-计算机、15-应变仪、16-应变片，17-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、一种管道法兰应力监测系统，它包括左管道3、右管道17，以及连接左管道3和右管道17的法兰7，所述法兰7通过螺栓5进行连接，并采用垫片6进行密封，左管道3、右管道7、法兰7形成法兰待测空腔，所述右管道17上设有底流口阀门10和排气阀门8:所述左管道3通过阀门2与泵I连接，所述右管道17与盲板9焊接连接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器12、压力传感器13，该温度传感器12监测法兰待测空腔内介质的温度，该压力传感器13测量法兰待测空腔内的压力；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16、计算机14和应变仪15，所述应变片16如图2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26通过排线4与应变仪15和计算机14连接。为了保证测量的准确性，所述左管道3和右管道17下设有支座11。所述泵I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门8，向法兰待测空腔内充入介质时用于排气；在法兰待测空腔中设置有温度传感器12和压力传感器13，实时监测法兰待测空腔中介质的温度、压力。盲板9焊接在右管道17末端，其密封效果好。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16，且应变片沿周向均匀分布，应变片16上电信号的变化通过导线(排线4)传递到应变仪15，应变片16测量法兰上各个部位的应力，并实时在应变仪15和计算机14中显示应变、应力及其随时间的变化规律。温度传感器12、压力传感器13、可将信号输送至计算机14中进行显示，也可输送至单片机中进行显示。本技术的工作工程:(I)管道法兰应力监测系统工作前，计算机14开机待用，应变仪15开机预热，检查阀门2、排气阀门8、底流口阀门10开关状态；(2)管道法兰应力监测系统工作时，泵I将介质充入法兰待测空腔，通过压力传感器13显示法兰待测空腔内压力，将压力调节到待测压力；凭借温度传感器12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15和计算机14共同监测法兰上的应力变化。【主权项】1.一种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； 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门和底流口阀门。4.如权利要求3所述的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。【专利摘要】本技术公开了一种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；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。本技术应用于工业法兰，能实时监测法兰外壁应力的分布；且应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。【IPC分类】G01L1-00【公开号】CN204313990【申请号】CN201420726007【专利技术人】王明伍, 喻九阳, 周欢, 郑小涛, 林纬, 徐建民, 王成刚 【申请人】武汉工程大学【公开日】2015年5月6日【申请日】2014年11月28日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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；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。

【技术特征摘要】

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