高温管道法兰紧密性测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 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紧密性测试系 统。
【背景技术】
[0002] 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，因而使管道产生泄露。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 高温管道法兰紧密性测试系统对在高温下法兰的泄漏率进行分析，以保证管道连接的安全 性。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种高温管道法兰紧密性测试系统，该测试系统能准 确测试高温条件下法兰的泄漏，从而得出泄漏率，保证生产、施工的顺利进行。
[0004] 本实用新型是这样实现的：一种高温管道法兰紧密性测试系统，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；
[0005] 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；
[0006] 所述法兰外设置有法兰泄漏测试机构，所述法兰泄漏测试机构包括由测漏壁围成 的测漏空腔，所述测漏壁上设有进口阀门、底流口阀门、排气阀，所述测漏空腔内设有温度 传感器、压力传感器；
[0007] 所述右管道上设有排气阀、泄压阀。
[0008] 本高温管道法兰紧密性测试系统中，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正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。
[0009] 所述法兰泄漏测试机构主要由测漏空腔、温度传感器、压力传感器组成；所述测漏 空腔上设置有测量用介质进口的进口阀门，方便在需要充入测量用介质时使用；所述测漏 空腔上设置有排气阀和底流口阀门，所述排气阀门、底流口阀门也可用于充入介质。
[0010] 利用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内介质 的温度、压力。
[0011] 本实用新型利用泵或空气压缩机为管道法兰连接系统提供高压环境，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 在高温高压条件下的泄漏率，这套装置不仅能检查出是否发生泄漏，而且能给出介质的质 量变化率或者体积变化率；本实用新型适用于液体介质和气体介质。本实用新型泄漏测定 准确率高，对科研和工程皆具有较强的指导意义。
【附图说明】
[0012] 图1为本高温管道法兰紧密性测试系统的结构示意图。
[0013] 图中：1_泵、2-阀门、3-左管道、4-法兰、5-螺栓、6-测漏空腔、7-进口阀门、8-排 气阀、9-垫片、10-电加热装置、11-排气阀、12-盲板、13-电热器电柜、14-泄压阀、15-底 流口阀门、16-左支座、17-温度传感器、18-压力传感器、19-温度传感器、20-压力传感器、 21-计算机、22-右管道、23-右支座。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0015] 如图1所示，一种高温管道法兰紧密性测试系统，它包括左管道3、右管道22,以及 连接左管道3和右管道22的法兰4,所述法兰4通过螺栓5固定，并采用垫片9进行密封，左 管道3、右管道22、法兰4形成法兰待测空腔，所述右管道22上设有排气阀11、泄压阀14 ;
[0016] 所述左管道3通过阀门2与泵1连接，所述右管道22与盲板12焊接连接；所述 法兰待测空腔内设有温度传感器19、压力传感器20、通过电热器电柜13控制的电加热装置 10 ;所述电热器电柜13可控制电加热装置10的加热力度；所述温度传感器19、压力传感器 20测量法兰待测空腔内介质的温度、压力；
[0017] 所述法兰4外设置有法兰泄漏测试机构，所述法兰泄漏测试机构包括由测漏壁围 成的测漏空腔6,所述测漏壁上设有进口阀门7、底流口阀门15、排气阀8,所述测漏空腔内 设有温度传感器17、压力传感器18,所述温度传感器17、压力传感器18测量测漏空腔内介 质的温度、压力；
[0018] 为了保证测量的准确性，所述左管道3上设有左支座16,所述右管道22上设有右 支座23。
[0019] 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11，向法兰待测空腔内充入介质时用 于排气；所述电加热器10用于将介质温度提升到某一温度，电加热器10受电热器电柜13 控制。在法兰待测空腔中设置有温度传感器19和压力传感器20,实时监测法兰待测空腔中 介质的温度、压力。盲板12焊接在右管道22末端，其密封效果好，电加热装置10安装保证 密封良好。
[0020] 在法兰4外围设有测漏空腔6,当介质由法兰待测空腔中泄漏出来后会影响测漏 空腔6中介质的压力，从而反映出测漏空腔6中介质的质量变化率或体积变化率；所述的测 漏空腔6中设置有温度传感器17和压力传感器18,可测量测漏空腔6中介质的温度和压 力；所述测漏空腔6上设置有进口阀门7、底流口阀门15、排气阀8,进口阀门7用于充入介 质，当充入介质为液体介质时，排气阀8可以排气，底流口阀门15用于泄压或排除测漏空腔 中介质；测漏空腔的体积可利用进口阀门7、底流口阀门15、排气阀8通过排水法来测量测 漏空腔的体积。
[0021] 温度传感器17、压力传感器18、温度传感器19和压力传感器20可将信号输送至 计算机21中进行显示，也可输送至单片机中进行显示。
[0022] 本实用新型的工作工程：
[0023] (1)高温管道法兰紧密性测试系统工作前，计算机21开机待用，检查阀门2、进口 阀门7、排气阀8、泄压阀14、底流口阀门15开关状态。若法兰待测空腔内介质为液体，则测 漏空腔6中初始状态下充入相同的待测液体，并记录初始的工作温度及压力；若法兰待测 空腔内为气态介质，则测漏空腔6中初始状态下充入相同的待测气体，并记录初始的工作 温度及压力；
[0024] (2)高温管道法兰紧密性测试系统工作时，泵1将介质充入法兰待测空腔，通过压 力传感器20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10,凭借 温度传感器19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， 保压足够长的时间，通过计算机21对泄漏进行实时测量。
[0025] 在高温工况（待测温度和压力）下，保压足够长的时间，测漏空腔6的温度传感器 17和压力传感器18测得的数据如不满足气态方程或液体的温度体积变化规律，即在此过 程中若法兰待测空腔内压力传感器20示数变小，测漏空腔6内的压力传感器18示数变大， 则可判断发生泄漏。当判断待测法兰泄漏时，可按下述方法进行计算泄漏率。
[0026] 具体地，泄漏率可以通过下述公式计算：
[0027] 当泄漏介质为气体时，测漏空腔中的气体质量为：
[0028]
【主权项】
1. 一种高温管道法兰紧密性测试系统，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，所述右管道与盲板连接；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； 所述法兰外设置有法兰泄漏测试机构，所述法兰泄漏测试机构包括由测漏壁围成的测 漏空腔，所述测漏壁上设有进口阀门、底流口阀门、排气阀，所述测漏空腔内设有温度传感 器、压力传感器； 所述右管道上设有排气阀、泄压阀。
2. 如权利要求1所述的高温管道法兰紧密性测试系统，其特征在于：所述左管道上设 有左支座，所述右管道上设有右支座。
3. 如权利要求1所述的高温管道法兰紧密性测试系统，其特征在于：所述电加热装置 置于法兰待测空腔的中部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高温管道法兰紧密性测试系统，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；所述法兰外设置有法兰泄漏测试机构，所述法兰泄漏测试机构包括由测漏壁围成的测漏空腔，所述测漏壁上设有进口阀门、底流口阀门、排气阀，所述测漏空腔内设有温度传感器、压力传感器。本实用新型泄漏测定准确率高，对科研和工程皆具有较强的指导意义。
【IPC分类】G01M3-28
【公开号】CN204314032
【申请号】CN201420732779
【发明人】王明伍, 郑小涛, 周欢, 喻九阳, 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