[实用新型]高温法兰连接系统的测漏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高温法兰连接系统的测漏装置。

背景技术

法兰连接广泛的应用于石油、化工、航天航空等各行各业中，法兰连接是压力容器和管道设备中常见的连接方式。由于法兰连接系统长期工作在高温高压的工作环境下，对于最常见的螺栓法兰而言，法兰容易发生螺栓伸长、法兰翘曲、垫片变形、法兰偏转等问题，而这些问题都会使螺栓法兰连接系统在一定程度上产生泄漏，若系统产生泄漏则很有可能造成经济损失和安全事故。

为了提高法兰连接系统的紧密性，需要得到法兰连接系统在高温高压下的泄漏率数据，人们设计了专门的装置测试高温法兰连接系统的泄漏率。但是现有的测漏装置只能测试螺栓法兰连接系统的泄露率，对于非螺栓连接的形式不能进行测试，而且现有的测漏装置还存在以下问题：现有的测漏装置采用两种方法得到泄露率，一种是通过向密闭管道补充气体维持密闭管道的压力，补充量即为泄露量，这种方法操作难度大，设备成本高，另一种是人工制作一个与密闭管道连通的测漏腔，收集到的测漏腔中气体即为泄露量，这种方法操作简单，成本低，但是测漏腔的制作一般是在垫片的径向外侧左法兰和右法兰之间设置圆筒，圆筒、左法兰、右法兰和垫片围成封闭的测漏腔，这种测漏腔影响了垫片的正常受力，因为圆筒在垫片的径向外侧承担了一部分受力，因此测得的不是垫片正常受力情况下的泄露率，具有一定偏差，而且圆筒使得法兰沿圆环均匀受力，并不是螺栓连接的非均匀受力，并不能模拟正常的受力现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高温法兰连接系统的测漏装置，该装置设置的测漏腔不会影响垫片的正常受力、测试结果更加真实。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种高温法兰连接系统的测漏装置，包括两个测漏管道、将测漏两个管道连接的第一法兰和第二法兰、设在第一法兰和第二法兰密封面之间的垫片、加热机构、加压机构，两个测漏管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，加热机构设在密封腔内，加压机构向密封腔输送气体；第一法兰和第二法兰的外侧套有环形的刚性件，刚性件内侧设有两处环形凹槽，环形凹槽内均设有密封圈，两个密封圈分别与第一法兰和第二法兰的侧面紧密接触，刚性件上设有若干对绕测漏管道均匀分布的螺纹通孔，每对螺纹通孔均关于垫片对称，每个螺纹通孔上都设有一个螺栓，每对螺栓分别将第一法兰和第二法兰配合顶紧，垫片、第一法兰、第二法兰、密封圈和刚性件围成密封的测漏腔，测漏腔通过管道与质谱检测仪连接。

进一步地，第一法兰和第二法兰与螺栓接触处均设有定位凹槽，螺栓位于定位凹槽内。

进一步地，第一法兰或第二法兰环向上均匀分布有应变片，应变片依次与动态应变仪和计算机连接。

进一步地，测漏腔与质谱检测仪连接的管道上从测漏腔的一端起依次设有缓冲室、降温室和干燥室，缓冲室上设有压力表，降温室上设有温度表，测漏腔与缓冲室之间、降温室与干燥室之间、干燥室与质谱检测仪之间均设有阀门，缓冲室与降温室之间设有调压阀。

进一步地，垫片为柔性石墨复合垫片。

进一步地，密封圈为O型圈。

进一步地，第一法兰和第二法兰上分别设有热电偶，热电偶的探测端位于密封腔内、输送端与计算机连接。

进一步地，加压机构包括储气罐，储气罐通过管道与密封腔连通，连通储气罐与密封腔的管道上从储气罐一端起依次设有调压阀、压力表和阀门。

进一步地，储气罐内的气体为氦气，质谱检漏仪为氦质谱检漏仪。

进一步地，加热机构包括加热电阻，加热电阻与位于密封腔外部的温度控制箱连接。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的原理是通过加压机构向密封腔输送压力气体，再通过收集泄漏腔的气体得到泄漏量从而得出泄漏率，其中，泄漏腔由垫片、第一法兰、第二法兰、密封圈和刚性件围成，密封圈位于第一法兰和第二法兰的非密封面上对垫片的受力没有丝毫影响，刚性件和螺栓只是起到压紧的作用（与螺栓法兰连接相同），测试结果更加真实。

2.定位凹槽除了给螺栓定位之外还起到了防止偏转过大的作用，效果与常规的螺栓法兰连接相同。

3.通过计算机和动态应变仪来显示第一法兰或第二法兰应变的大小，通过法兰环向应变与法兰转角的关系导出在此过程中法兰的偏转角，结构简单，成本低，便于统计和分析偏转角和泄漏率的关系。

4.现有的测漏装置中，从测漏腔内收集到的气体经降温后直接通入质谱检测仪进行计量，计量结果不够精确，本实用新型添加缓冲室，起到稳定气流调节气压的作用，降温室用于降温，降温后增加的湿度由干燥室进行处理，最终到达质谱检测仪，计量精度更高。