一种应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器及检漏方法与流程

本发明属于智能工业管道技术领域，具体涉及一种应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器及检漏方法。

背景技术：

波纹管补偿器作为管道设计中常见的一种柔性元件，主要起补偿管道由于温度变化而引起的位移。在高温介质场合，温差较大，管道热胀冷缩明显，波纹管补偿器起至关重要作用，因此应用广泛，如钢厂的热风炉管道(介质温度1300℃左右)或是石化行业的再生斜管与烟气能量回收系统(介质温度700℃左右)等领域。高温场合下，一旦管内工作介质泄漏可能造成经济损失或人员伤害，因此有必要对预防波纹管补偿器的泄漏采取措施，提高其使用安全性。

波纹管为提高柔性，多为薄壁结构，高温工况下与管道连接的环焊缝为薄弱环节，易出现开裂，导致泄漏。传统的方法一般是在发现管道内压力不稳定后，通过分段开启阀门进行逐一排查寻找到漏点。管网系统设备的运行往往环环相扣，若设备停机，造成损失较大，因此一般都是设备不停机，在泄漏处采取喷涂填充耐火泥暂时堵漏，待设备大修时再更换此处的波纹管补偿器。复杂系统的高温管线上常常布有大量的波纹管补偿器，设备不停机，对复杂高温管线上波纹管补偿器不间断的巡检工作既不能及时发现泄露处的波纹管补偿器，同时也提高运维人员劳动强度，增加安全隐患，有待解决。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器及检漏方法，实时监测从管网安装完成后系统试压到长期工作状态下波纹管补偿器是否出现泄漏，且在线报告泄漏后能继续安全运行，给管网管理者提供充足的决策和维护时间。

本发明是这样实现的，提供一种应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器，包括波纹管、长度可变的外保温结构、至少2个温度传感器、数据处理设备和终端显示设备，波纹管连接在检测管路上，在波纹管的外侧设置外保温结构，外保温结构的一端与波纹管一侧的检测管路固定连接，外保温结构的另一端与波纹管另一侧的检测管路固定连接，检测管路、波纹管外壁、外保温结构形成周向的隔温腔体，至少1个温度传感器的探头伸入到隔温腔体中，至少1个温度传感器的探头伸入到检测管路内部，温度传感器与数据处理设备连接，数据处理设备连接终端显示设备。

优选地，所述外保温结构包括第一外保温环结构和第二外保温环结构，第一外保温环结构的一端与所述波纹管一侧的所述检测管路固定连接，第二外保温环结构的一端与波纹管另一侧的检测管路固定连接，第一外保温环结构的另一端与第二外保温环结构的另一端错开对插，形成长度可变的外保温结构。

进一步优选，所述第一外保温环结构在距离上比所述第二外保温环结构靠近所述波纹管，第一外保温环结构与第二外保温环结构错开对插的一端端部固定设有柔性金属网套。

进一步优选，在所述检测管路的内壁，设有内保温层。

进一步优选，所述检测管路安装所述在线检漏波纹管补偿器的位置为变径管路，所述波纹管安装在变径管路的缩径段，所述外保温结构一端连接在变径管路一侧的变径段，另一端连接在变径管路另一侧的变径段。

进一步优选，所述检测管路安装所述在线检漏波纹管补偿器的位置为直管路，所述波纹管连接在直管路上，波纹管两侧的直管路上分别设固定环，所述外保温结构一端连接在直管路一侧的固定环上，另一端连接在直管路另一侧的固定环上，两个固定环远离隔温腔体的外侧面设保温棉层。

本发明还提供一种利用上述的应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器进行检漏的方法，包括如下步骤：

1)波纹管补偿器的气密性检测；

2)校准、调试所述温度传感器、数据处理设备和终端显示设备；

3)开启温度传感器、数据处理设备和终端显示设备，探头位于隔温腔体内的温度传感器实时监测波纹管补偿器隔温腔体内最大温度值t0，将温度信号发送至数据处理设备，探头位于所述检测管路实时监测检测管路内介质温度值t，将温度信号发送至数据处理设备，数据处理设备对数据进行比较，并将最终的结果发送至终端显示设备；

4)当出现隔温腔室温度值迅速上升，并且监测到的温度值t0接近管道内介质温度值t时，终端显示设备发出此位置波纹管补偿器的泄漏报警。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明解决了在包含多台波纹管补偿器的复杂高温管网中，设备不停机，泄漏波纹管补偿器的快速定位与报警问题，以便管理人员及时采取措施。实现远程在线监测，无需运维人员的对波纹管补偿器进行频繁的巡检，降低人工成本。波纹管补偿器高温介质泄漏后有二次保护，避免了高温介质对人员以及外界环境的直接伤害。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的在线检漏波纹管补偿器结构图；

图2为本发明实施例1提供的在线检漏波纹管补偿器介质发生泄漏时示意图。

图3为本发明实施例2提供的在线检漏波纹管补偿器结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1、

参考图1，本发明提供一种应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器，包括波纹管1、长度可变的外保温结构、2个温度传感器2、数据处理设备3和终端显示设备4，波纹管1连接在检测管路5上，在波纹管1的外侧设置外保温结构，外保温结构的一端与波纹管1一侧的检测管路5固定连接，外保温结构的另一端与波纹管1另一侧的检测管路5固定连接，检测管路5、波纹管1外壁、外保温结构形成周向的隔温腔体，至少1个温度传感器2的探头伸入到隔温腔体中，至少1个温度传感器2的探头伸入到检测管路5内部，温度传感器2与数据处理设备3连接，数据处理设备3连接终端显示设备4。

所述检测管路5安装所述在线检漏波纹管补偿器的位置为变径管路，所述波纹管1安装在变径管路的缩径段，所述外保温结构一端连接在变径管路一侧的变径段，另一端连接在变径管路另一侧的变径段。

温度传感器2为无线智能温度传感器，实现温度数据的无线传输，减少复杂布线设置，设备安装方便，增加传感器监测的可靠性。

利用上述的应用于高温场合的在线检漏波纹管补偿器进行检漏的方法包括如下步骤：

1)波纹管补偿器的气密性检测；

2)校准、调试所述温度传感器2、数据处理设备3和终端显示设备4，并向数据处理设备3的程序中输入设定的隔温腔体温度与管道内介质温度差值的阈值[△t]，该阈值需经过试验确定；

3)开启温度传感器2、数据处理设备3和终端显示设备4，探头位于隔温腔体内的温度传感器2实时监测波纹管补偿器隔温腔体内最大温度值t0，将温度信号发送至数据处理设备3，探头位于所述检测管路5实时监测检测管路5内介质温度值t，将温度信号发送至数据处理设备3，数据处理设备3对数据进行比较，并将最终的结果发送至终端显示设备4，通过程序计算以两者温差值△t＝t-t0<[△t]作为终端显示设备报警依据；

4)参考图2，当波纹管补偿器发生泄漏，管道内的高温介质在压力作用下迅速窜入隔温腔体内，在有限的空间内形成强烈的对流，导致隔温腔体内空气温度短时间内大幅度升高。通过监测到隔温腔体内空气温度的瞬间陡增并且接近管道内介质温度时，终端显示设备4发出此位置波纹管补偿器的泄漏报警，保证及时发现管道中泄漏的波纹管补偿器的位置。当出现高温介质泄漏时，由于外保温结构的存在也避免了高温介质对人员以及外界环境的直接伤害。

作为一种具体的外保温结构的实施方式，所述外保温结构包括第一外保温环结构6和第二外保温环结构7，第一外保温环结构6的一端与所述波纹管1一侧的所述检测管路5固定连接，第二外保温环结构7的一端与波纹管1另一侧的检测管路5固定连接，第一外保温环结构6的另一端与第二外保温环结构7的另一端错开对插，形成长度可变的外保温结构。

外保温结构两个保温环错开对插的结构形式能够保证波纹管能够沿轴向自由移动补偿管道热位移。第一外保温环结构6和第二外保温环结构7内填充保温材料，采用常见的硅酸铝保温棉即可。

为了防止第一外保温环结构6端部的保温材料落入到隔温腔体内，作为技术方案的改进，所述第一外保温环结构6在距离上比所述第二外保温环结构7靠近所述波纹管1，第一外保温环结构6与第二外保温环结构7错开对插的一端端部固定设有柔性金属网套8。金属网套8通过网套固定元件11固定在第一外保温环结构6上。

为了，在所述检测管路5的内壁，设有内保温层9。波纹管补偿器正常运行时，隔温腔体内空气的热量主要来自于波纹管1外壁的热辐射，波纹管1内壁设有内保温层9，当管道高温介质正常运行时，隔温腔体内空气的温度将趋于一个较低值。保温层9内填充保温材料，保温材料的选择根据管道设计的保温要求来，具体看内部介质温度，高温可能要求是用耐火砖或者陶瓷纤维材料，最终达到的目的为使管道外壁面温度不至于过高即可。

实施例2、

参考图3，本实施例与实施例1的区别在于：所述检测管路5安装所述在线检漏波纹管补偿器的位置为直管路，所述波纹管1连接在直管路上，波纹管1两侧的直管路上分别设固定环10，所述外保温结构一端连接在直管路一侧的固定环10上，另一端连接在直管路另一侧的固定环10上，两个固定环10远离隔温腔体的外侧面设保温棉层。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。