[发明专利]传感器安装座和安装方法及模型试验装置

说明书

本发明公开了一种传感器安装座和安装方法及模型试验装置，该传感器安装座的纵截面为T形状，传感器安装座包含连接面和沿连接面延伸的用于安装传感器的圆柱凸台，所述连接面为圆面，圆面的直径不小于金属管安装孔直径的1.5倍，所述连接面的厚度为金属管壁厚的1/10～1/9，所述圆柱凸台的长度为金属管安装孔孔深的1.1～1.2倍。本发明的传感器安装座，将传感器安装座设计为T形状，连接面直径大于金属管安装孔直径的1.5倍，而连接面厚度为金属管壁厚的1/10～1/9，便于连接面与各种半径的高压输气管的相适配，而且焊接方便；本发明的用于高压输气金属管气压爆破试验的模型试验装置，通过传感器安装座连接各种传感器，各传感器的密封效果良好，爆破试验后的数据采集率达95％以上。

技术领域

本发明涉及一种传感器安装座和安装方法及模型试验装置，属于气体液体高压管道输送工程的技术与安全领域。

背景技术

高压输气管道在运行过程中，因管内压力变化、管道材料疲劳或受损，以及外部作用等原因，导致管道在某处产生管壁裂纹进而出现长距离扩展，不仅会造成严重经济损失和环境污染，还将形成地面人员伤亡、建筑物及设施破坏受损等灾难性事故。因此，为尽量减小损失、加快事故发生后的抢修进程，国内外广泛开展了大口径高压金属管道的裂缝形成及扩展的力学行为研究。研究表明，结构性止裂控制是输气金属管道延性止裂的有效控制方法，而高压金属管爆破试验是研究结构性止裂控制的重要手段。

高压输气金属管气压爆破试验过程中，传感器安装与密封是确保试验成功的重要环节之一。通常试验采用的高压输气金属管尺寸较大、试验目标压力值较高，因此在金属管管壁上开孔安装传感器难以保证密封性。本发明提出的针对高压输气金属管气压爆破试验的传感器基座安装和密封方法，能确保金属管在充压及泄压的试验全过程中传感器安装部位的密封可靠性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种传感器安装座和安装方法及模型试验装置，通过涉及合适的传感器安装座，确保传感器在使用过程中密封可靠。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于安装在高压输气管上的传感器安装座，所述传感器安装座的纵截面为T形状，传感器安装座包含连接面和沿连接面延伸的用于安装传感器的圆柱凸台，所述连接面为圆面，圆面的直径不小于金属管安装孔直径的1.5倍，所述连接面的厚度为金属管壁厚的1/10～1/9，圆柱凸台的外直径比金属管安装孔直径小1～2mm，所述圆柱凸台的长度为金属管安装孔孔深的1.1～1.2倍，所述圆柱凸台内设有用于安装传感器的螺纹孔，螺纹孔的深度与传感器的螺纹长度相适配。

一种使用上述用于安装在高压输气管上的传感器安装座安装传感器的方法，包括以下步骤：

(1)确定合适的传感器螺纹长度：传感器螺纹长度为L，L＝z×B，式中：F_w—最大轴向载荷，为管内目标压力值的130％～140％，N；D—外螺纹大径，mm；d₁-外螺纹小径，mm；d₂-外螺纹中径，mm；b—螺纹压根部宽度，mm；k_z—载荷不均系数；h—螺纹牙工作高度，为螺纹原始三角形高度H的5/8；B—螺距，mm；L—螺纹长度，mm；z—螺纹牙数；[τ]-螺纹牙型的剪切许用应力，MPa；[σ]-螺纹牙型的抗弯许用应力，MPa；[σ_p]-许用挤压应力，MPa；P为管内目标压力，MPa；

(2)加工合适大小的传感器安装座，在金属管上开设安装孔，安装孔开孔直径为传感器外径的2.5～3.5倍，将传感器安装座焊接在金属管上；