[发明专利]一种膨胀节失效试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膨胀节失效试验方法。

背景技术

膨胀节是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。利用膨胀节工作主体的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移，也可用于降噪减振。已广泛应用与环保、化工、冶金等领域。在环保领域中，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置膨胀节，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

现有的膨胀节大多采用单一材料制造，抗高温效果差，使用寿命短。某些老式膨胀节还存在漏气等缺陷，对巡视人员和周围环境存在巨大安全隐患。

为了提高膨胀节连接系统的紧密性，需要得到膨胀节连接系统在高温下的泄漏率数据，因此需要设计专门的装置测试高温下膨胀节连接系统的泄漏率。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀节失效试验方法，该方法既能检测膨胀节连接系统是否存在泄漏现象，又能精确地计算出膨胀节连接系统的泄漏率。

本发明所采用的技术方案是：

一种膨胀节失效试验方法，基于一套试验装置，装置包括：包括左管道和右管道、与左管道连接的管道左法兰、与右管道连接的管道右法兰以及通过螺栓和垫片连接在管道左法兰和管道右法兰之间的膨胀节，其中，所述左管道和右管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，密封腔的内部设有加热机构；所述密封腔的外部设有高压储气罐，高压储气罐通过管道依次连接平衡阀和流量计并最终与密封腔连通，所述试验装置还包括用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；所述膨胀节包括膨胀节本体和安装在膨胀节两端的连接法兰，膨胀节的左法兰和管道左法兰之间的螺栓上、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间的螺栓上均连接有用于测量螺栓伸长量的直线位移传感器，所述垫片上连接有用于测量垫片压缩量的直线位移传感器，所述膨胀节的左法兰和管道左法兰之间、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间配合连接有用于测量法兰转角的角位移传感器；

包括以下步骤：

步骤1.先关闭所有阀门，仅打开高压储气罐与缓冲罐之间的管路上的阀门，高压储气罐中的氦气进入缓冲罐中，打开水箱与换热器连接的进、出口管道上的阀门，待氦气稳定后打开微压平衡阀，将氦气输送到密封腔中，观察缓冲罐上压力表和温度传感器的示数，温度控制箱控制加热电阻对密封腔内部的氦气加热至待测温度，同时换热器对与密封腔连接的管道内的氦气进行散热，用于测量密封腔内部温度和压力的传感器实时监测并记录密封腔内部氦气的温度和压力；

步骤2.当达到待测温度时，保持待测温度并保压足够的时间，此时，若高压储气罐与密封腔内的氦气满足气态平衡方程：其中，P1、P2分别为缓冲罐和密封腔内部的压力，V1、V2分别为缓冲罐和密封腔的体积，T1、T2分别为缓冲罐和密封腔内部的温度，即密封腔内气体的压力值不变，则没有发生泄漏；若高压储气罐与密封腔内的氦气不满足气态平衡方程，即密封腔内气体的压力值变小，则发生泄漏；气体从密封腔泄漏会影响密封腔的压力，通过微压平衡阀调节管道两侧的压力，密封腔内泄露多少气体就会从高压储气罐里补充多少气体，通过微量体积流量计检测气体的体积变化量ΔV，通过体积变化量ΔV得到体积变化率：其中，L气体的泄漏率，t为时间间隔，通过体积变化率表示泄漏率，即可精确求得泄露率；

步骤3.当保温保压一定的时间后，关闭与LVDT和RVDT连接的手动开关，读取相应时间内数据采集系统A中螺栓的伸长量、垫片的压缩量和法兰的转角；

步骤4.待数据采集完毕后，打开密封腔底部的泄压阀和缓冲罐上的泄压阀对密封腔进行泄压。

所述的直线位移传感器为LVDT，所述角位移传感器为RVDT。

所述高压储气罐与平衡阀之间的管路上设有缓冲罐，所述缓冲罐上设有压力表和温度传感器。

所述缓冲罐上还设有调压阀和泄压阀。

所述流量计与密封腔之间的管路上设有换热器。

所述换热器为套管式换热器，所述套管式换热器由水箱提供冷却源。

本发明的有益效果是：