用于测试螺栓法兰连接系统泄漏率的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于测试螺栓法兰连接系统泄漏率的装置。
【背景技术】
[0002] 螺栓法兰连接是压力容器和管道设备中常见的连接方式，螺栓法兰连接是指通过 螺栓将两个法兰压紧并通过垫片使两个法兰密封。螺栓法兰连接广泛的应用于石油、化工、 航天航空等各行各业中，由于螺栓法兰连接系统长期工作在高温高压的工作环境下，所以 螺栓法兰容易产生螺栓伸长、法兰翘曲、垫片变形等问题，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。
[0003] 为了提高螺栓法兰连接系统的紧密性，需要得到螺栓法兰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螺栓法兰连接系统的泄漏率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种用于测试螺栓法兰连接系统泄漏率的装置，该装置结构 简单、操作方便，既能检测螺栓法兰连接系统是否存在泄漏现象，又能精确地计算出螺栓法 兰连接系统的泄漏率。
[0005] 本发明所采用的技术方案是： 一种用于测试螺栓法兰连接系统泄漏率的装置，包括相互连接的左管道和右管道、将 左管道和右管道连接的左法兰和右法兰、压紧左法兰和右法兰的螺栓以及用于密封的垫 片；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，所述垫片的径向外侧左 管道和右管道之间设有圆筒，圆筒、左法兰、右法兰和垫片围成封闭的测漏腔，所述的测漏 装置还包括用于测量密封腔内部温度和压力的传感器、储气罐、真空栗、加热机构和质谱检 漏仪，所述储气罐和真空栗分别通过管道与密封腔连通，所述加热机构设在密封腔内部，所 述质谱检漏仪通过管道与测漏腔连通。
[0006] 作为本发明的进一步改进，所述螺栓上连接有用于测量螺栓伸长量的第一直线位 移传感器，所述垫片上连接有用于测量垫片压缩量的第二直线位移传感器，所述左法兰和 右法兰配合的连接有用于测量法兰转角的角位移传感器。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述的第一直线位移传感器和第二直线位移传感器均 为LVDT，所述角位移传感器为RVDT。
[0008] 作为本发明的进一步改进，所述的测漏装置还包括用于测量测漏腔内部温度和压 力的传感器。
[0009] 作为本发明的进一步改进，所述质谱检漏仪与测漏腔连通的管路上设有换热器。
[0010] 作为本发明的进一步改进，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。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述储气罐内的气体为氦气，所述质谱检漏仪为氦质 谱检漏仪。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述加热机构为加热电阻，加热电阻密封的穿过左管 道或右管道并与温度控制箱电连接。
[0013] 本发明的有益效果是： 1.工作时，先由真空栗对密封腔抽真空，然后储气罐向密封腔内输送气体，加热机构 加热密封腔内的气体，实时监测密封腔内气体的温度和压力值，当达到待测温度时，保持待 测温度并保压足够的时间，当氦气从密封腔泄露出来进入测漏腔时，质谱检漏仪不仅可以 迅速的察觉泄漏，还可以吸入泄漏的氦气进而确定泄漏量，从而确定泄露率；该装置结构简 单、操作方便，既能检测螺栓法兰连接系统是否存在泄漏现象，又能精确计算出不同压力和 温度条件下的泄漏率，对于提高螺栓法兰连接系统的紧密性研究具有参考意义。
[0014] 2.通过传感器监测不同压力和温度条件下螺栓的伸长量、垫片压缩量和法兰的转 角，可以求得螺栓的预紧力和垫片的应力等数据，为螺栓、垫片和法兰优化和改进提供了数 据支持。
[0015] 3.由于质谱检漏仪不能承受高温，因此质谱检漏仪与测漏腔连通的管路上设置换 热器可以起到换热降温的作用，保证了质谱检漏仪的正常工作。
[0016] 4.采用氦气作为储气罐内的气体，加热至高温不会产生危险，安全可靠而且便于 检测。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的结构示意图。
[0018] 图2是本发明中第一直线位移传感器、第二直线位移传感器和角位移传感器的安 装示意图。
[0019] 图3是本发明中圆筒与左法兰和右法兰通过填料密封的连接示意图。
[0020] 图中：1-阀门；2-储气罐；3-盲板；4-左管道；5-密封腔；6-加热电阻；7-左法 兰；8-垫片；9-测漏腔；10-圆筒；11-螺栓；12-氦质谱检漏仪；13-套管式换热器；14-水 箱；15-用于测量测漏腔内部温度和压力的传感器；16-第一直线位移传感器；17-手动开 关；18-右法兰；19-右管道；20-真空栗；21-泄压阀；22-右支架；23-第二直线位移传感 器；24-角位移传感器；25-用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；26-左支架；27-温 度控制箱；28-温度传感器；29-吸嘴；30-填料;A-数据采集系统。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0022] 如图1所示，一种用于测试螺栓法兰连接系统泄漏率的装置，包括相互连接的左 管道4和右管道19、将左管道4和右管道19连接的左法兰7和右法兰18 (左法兰7和右 法兰18分别通过左支架26和右支架22水平支撑，右管道19底部还设有泄压阀21)、压紧 左法兰7和右法兰18的螺栓11、用于密封的垫片8、（带有温度传感器28的）储气罐2、真 空栗20、加热机构和氦质谱检漏仪12 ;所述左管道4和右管道19的非连接端均与盲板3焊 接封闭并在内部形成密封腔5,所述储气罐2和真空栗20分别通过管道与密封腔5连通，储 气罐2和真空栗20与密封腔5连通的管道上均设有阀门1，所述加热机构设在密封腔5内 部(在本实施例中，所述加热机构为加热电阻6,加热电阻6密封的穿过左管道4并与温度控 制箱27电连接)，所述垫片8的径向外侧左管道4和右管道19之间设有圆筒10 (左管道4 和右管道19的相对位置上均设有环形凹槽，圆筒10的两端配合的设在凹槽中并通过填料 30密封，密封属于动密封，应用较为普遍)，圆筒10、左法兰7、右法兰18和垫片8围成封闭 的测漏腔9,所述氦质谱检漏仪12通过管道与测漏腔9连通，氦质谱检漏仪12与测漏腔9 连通的管道位于测漏腔9内部的一端设有吸嘴29 ;所述的螺栓法兰上还设有用于测量密封 腔内部温度和压力的传感器25。
[0023] 采用氦气作为测漏气体，加热至高温不会产生危险，安全可靠而且便于检测。
[0024] 工作时，先由真空栗20对密封腔5抽真空，然后储气罐2向密封腔5内输 送氦气，加热机构加热密封腔5内的氦气，实时监测密封腔5内氦气的温度和压力 值，当达到待测温度时，保持待测温度并保压足够的时间，当氦气从密封腔5泄露 出来进入测漏腔9时，氦质谱检漏仪12不仅可以迅速的察觉泄漏，还可以吸入泄 漏的氦气进而确定泄漏量，从而确定泄露率(氦质谱检漏仪12的最小可检漏率为 );该装置结构简单、操作方便，既能