一种防腐型超高压在线挂片取挂装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对运行中的高压容器与管输系统内介质进行在线不停产挂片取挂装置，特别涉及一种防腐型超高压在线挂片取挂装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]目前市场上有多种管线在线不停产挂片取挂器或装置，由于其结构与密封的缺陷，使用过程存在下述问题:
[0003]—是挂片取挂器或装置的配件连接处均采取的是O型密封圈，O型密封圈的密封压力一般低于20MPa，不能适应高压或超高压条件下的气液高压容器与气液管输系统的在线不停产腐蚀性测试，而且O型密封圈在使用的过程容易出现密封失效，导致现场安装的挂片取挂器或装置失效不能正常使用，需要停产在它处重新焊接安装挂片取挂器或装置的现象发生；二是挂片取挂器或装置上安装的球阀使用一段时间后，由于腐蚀与结垢等导致球阀不能正常开启与密封，无法更换球阀，致使现场安装的挂片取挂器或装置失效不能正常使用，需要停产更换球阀;三是挂片取挂器或装置均是焊接在金属管线与高压容器上的，一定时间后会出现挂片取挂器或装置腐蚀穿孔、焊缝腐蚀穿孔、介质泄漏现象发生，导致生产停产、介质漏失损失与严重的环境污染，对于可燃易爆介质甚至出现安全事故，需要停产在它处重新焊接安装挂片取挂器或装置；四是挂片取挂器或装置中的挂片器在使用一定时间后由于腐蚀与结垢，以及存在的高压差，在取片的过程出现挂片头扭力过大无法取出的现象，导致挂片取挂器或装置失效，需要停产在它处重新焊接安装挂片取挂器或装置;停产在它处重新焊接安装挂片取挂器或装置会导致对生产的影响，导致腐蚀测试数据的丢失，更重要的是导致部分腐蚀测试点因空间问题无法二次安装挂片器而不能进行腐蚀测试问题的出现；
[0004]五是成本高:表现在每一套装置都需要高压球阀增加投资;实施过程漏失、阀门失效、操作失效均需要重新安装增加投资的同时导致停产;漏失还会导致环境污染与安全事故。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种防腐型超高压在线挂片取挂装置及其使用方法，克服现有技术存在的成本高、耐压低、易泄漏、焊缝腐蚀、挂片器或装置腐蚀、扭力过大不能开启、阀门开启密封失效不能更换、数据丢失、腐蚀测试点报废系统腐蚀性无法测试等问题，实现对高压或超高压系统中介质腐蚀性的在线不停产测试，为腐蚀评价与腐蚀控制技术的应用提供技术支撑。
[0006]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种防腐型超高压在线挂片取挂装置，包括一个挂片器I，挂片器I的一端焊接在管线或容器上，挂片器I的另一端与取挂器2连接；
[0008]所述的挂片器I包括焊接短节Ia，焊接短节Ia内安装一个挂片密封杆Ib;
[0009]所述的取挂器2包括密封腔2a，密封腔2a内的上孔设计安装移动密封杆2b，密封腔2a内的上孔与移动密封杆2b周围设计安装了杆用超高压组合密封2c，移动密封杆2b在密封腔2a外的一端安装有加力杆2d，移动密封杆2b在密封腔2a中的端部连接取挂头2e，密封腔2a的下部与上连接器2f连接，上连接器2f与高压球阀2g连接，高压球阀2g与下连接器2h连接;在上连接器2f的连接管7a上安装了放空阀2i。
[00?0]所述的焊接短节Ia包括本体3a，本体3a的孔上部设计了与上密封短节4a连接的螺纹3b，本体3a的上部外侧设计了与上连接器2f连接的螺纹3c，本体3a的中间设计了可植入挂片密封杆Ib的插孔3d。
[0011]所述的挂片密封杆Ib包括上密封短节4a，上密封短节4a的下端与下密封短节4b上间孔中安装了一个泄压密封杆4c，在防腐短接4d与泄压密封杆4C之间的内孔安装了一个弹黃4e。
[0012]所述的密封腔2a包括腔体5a，腔体5a的上部内设计安装了压紧螺帽5b，腔体5a的压紧螺帽5b下设计了挡板5c，腔体5a的下部外侧设计了与上连接器2f连接的螺纹5d。
[0013]所述的移动密封杆2b包括移动杆体6a，移动杆体6a设计的直径所承受的力不大于50kg，移动杆体6a的下部设计焊接了加粗连接头6b，移动杆体6a的上部设计了加力杆卡口6c，加粗连接头6b中间设计了螺纹销口 6d，加粗连接头6b的下部设计了一个挤压开上密封短节销8 e的挤球头6 e。
[0014]所述的上连接器2f包括连接管7a，连接管7a的一端设计了档板7b，档板7b上设计了端部轴向静密封7c，连接管7a的档板7b上先安装好由壬A7d，然后将连接管7a的另一端与法兰7e焊接，法兰7e上设计了 4个与高压球阀2g匹配的螺杆孔7f;连接管上设计一个焊接放空阀的放空孔7g。
[0015]所述的高压球阀2g包括阀体8a，阀体8a中设计空心球体8b，阀体8a中设计开启杆8c与空心球体8b连接，阀体8a上的2个端面分别设计了4个与上连接器2f、下连接器2h连接的螺纹口 8d。
[0016]所述的下连接器2h包括连接管9a，连接管9a的一端设计了档板9b，档板9b上设计了端部轴向的静密封9c，连接管9a的档板9b上先安装好由壬B9d，然后将连接管9a的另一端与法兰9e焊接，法兰9e上设计了 4个与高压球阀2g匹配的螺杆孔9f。
[0017]所述的取挂头2e包括取挂头取部件2d-l与取挂头挂部件2d-2;所述的取挂头取部件2d-l包括本体1a，本体1a上设计了移动密封杆插口 1b、泄压密封杆插口 1c，泄压密封杆卡销1d，上密封短节卡销1e、本体1a外下部设计了反向梯形螺纹1f，本体1a内设计了泄压孔10g，本体1a外上部设计了移动密封杆销槽10h，本体1a内上部设计了挤球杆插口 1k;
[0018]所述的取挂头挂部件2d-2包括本体IIa，本体I Ia的上部内设计了移动密封杆插口11b，本体Ila的上部对称设计了插销口 11c，本体Ila的下部内设计了泄压密封杆插口 lld，本体I Ia的下部外设计了与挂片密封杆Ib中上密封短节4a连接的正向梯形螺纹11 e。
[O 019 ]所述的上密封短节4 a包括短节本体12 a，短节本体12 a的上部外设计了标准螺纹12b，短节本体12a的上部中间设计了与取挂头取部件2d-l对应槽口 12h，还设计了与取挂头取部件2d-l对应的上密封短节卡销8e对应的卡销口 12f，短节本体12a的内孔从上到下依次设计反向梯形螺纹12c、正向梯形螺纹12d以及与下密封短节4b连接的标准螺纹12e，短节本体12a的下部对称设计固定下密封短节4b的固定销口 12g。
[0020]所述的下密封短节4b包括短节本体13a，短节本体13a的上部中间孔设计安装了杆用超高压组合密封13b，杆用超高压组合密封13b上部设计了压紧螺帽13c，杆用超高压组合密封13b下部设计了挡板13e，短节本体13a的中间孔下部设计了螺纹13f，短节本体13a的外上部设计了螺纹13g，短节本体13a的外下部设计了挡板13h，短节本体13a的外中部设计安装了活塞用超高压组合密封13d。
[0021 ]所述的泄压密封杆4c包括密封杆体14a，密封杆体14a的上部设计了一个旋转方柱14b，旋转方柱14b下方设计了卡槽14c，卡槽14c下方设计了密封圈14d，密封杆体14a的下部设计了挡板He，挡板14e的下部设计了挂片方向杆Hf，密封杆体14a的中间设计了一个泄压孔Hg。
?0022] 所述的防腐短节4d包括本体15a，本体15a的上端设计了一个档头15b，档头15b下安装了一个与下密封短节4b连接的螺帽15c，螺帽15c下浇筑了牺牲阳极15d，牺牲阳极15d的下部设计了与腐蚀挂片连接的螺纹杆15e，本体15a的上部中间设计了插槽15f。
[0023]所述的各部件需要满足的规格条件如下:
[0024]1、移动密封杆2b的制作规格条件
[0025]1.1移动密封杆2b中6a的直径6R1的设计
[0026]移动密封杆2b所承受的压力F1与移动密封杆2b的杆直径6R1、密封腔中的压力关系式而=3.14父(eRlpXPi + L已知FAPJlJ计算出6R1。
[0027]1.2、移动密封杆2b中其它参数的设计
[0028]其中6b 的直径 6R2 = 8R5 —N1(N1 2 0.2111111);6(1的内径61?3 2 6111111，满足拉力需要；66的直径61?4 = 81?4 — 吧(0.1111111 < N2 < 0.5mm); 6c的宽度6H1 = 6R1 — N3(N3 > 6R1/3，满足螺杆固定需要)；6c的高度6H2 > 15mm,满足销子固定要求；6a的长度6H3 = 5H2+5H3+5H4+5H6+5H7+5H8+7H11+2 X 7H10+N4(N4 > 50mm，满足操作要求)；6b的长度6H4 > 15mm,满足6R4销子孔要求;6e的圆柱体长度6H5 = 8H4+8R10+N5(0.1mm < N5 < 2mm，满足误差要求)；6e的圆锥体长度6H6 = 8H3o
[0029]2、泄压密封杆4c的制作规格条件
[0030 ] 2.1、泄压密封杆4c中14a的直径12R1的设计
[0031]12R1的直径理论上越小越好，但受强度与加工限制。12R1 > 6mm(由杆用超高压组合密封I Ib的杆径df8的最小值结合强度与加工参数要求确定)。
[0032]2.2、泄压密封杆4c中中其它参数的设计
[0033]14g的垂直孔内径12R2Mmm，满足放压要求；14g的侧孔内径12R3 = 12R2;挡板14e的直径121?4=121?1+邮(啪2 4111111，满足抗压要求)；14€的宽度12!11 = 13!17 — 0.5111111;14抒勺长度12H2 = 11H3 — 12H3;14e的厚度12H3 2 3mm，满足抗压要求；14g的侧孔到14e的距离12H4 =llH4+llH5;14g 的侧孔到 14d 的距离 12H5 = 11H9+11H10+11H11 + 11H4+11H5+12R3+12H6+N7(N7 > 2mm，确保2d完全下移至Ilb之下能够泄压)；14d的宽度12H6 > 1mm，满足密封压力要求；14d到14c的距离12H7 2 2mm，满足强度要求；14c的宽度12H8 = 8R7+N8(N8 2 0mm，满足插入误差要求；14c到14b的距离12H9 > 2mm，满足强度要求即可；14b的高度12H10 > 5mm，满足强度要求即可；14b的宽度12Hll = 12Rl/2;14d到14a顶部的距离12H12 = 12H6+12H7+12H8+12H9+12H10。
[0034]3、下密封短节4b的制作规格条件
[0035]设计原则:下密封短节4b的的大小特别是外径大小，决定防腐型超高压在线挂片取挂装置的大小，因此、在满足应用要求的前提下，尽量选择最小适宜的外径。其中13h的直径11Rl = 11d的缸径DH9 (根据11R2的大小，选择适应尺寸的活塞用超高压组合密封11d的缸径DH9); 13a的直径 11R2 = 11R7+N10(N10 2 2_，满足抗压要求)；13f的内径 11R3 = 13R5; 13e的孔径11R4 = 12R1; 13b的外径11R5 = 11b的DH9 (根据11R4的大小，选择适应尺寸的杆用超高压组合密封I Ib的缸径DH9) ； 13c的螺纹直径11R6 = 11R5+N11 (NI I 2 4mm，满足加工需要与耐压需要即可；13g的直径11R7 = 11R6+N12(N12 2 6mm，满足抗压要求)；13c的拧紧头直径llR8=llR6+N13(N13 2 0mm，满足抗压要求)；13h 的厚度 11H1 = 11H2+11H3+11H4—llH8;13f的高度11H2 2 15mm，满足抗压要求；13f到挡板13e的距离11H3 = 13H5+12H3+12H5-11H9-11H10-11H11+N14(N14 2 15mm，满足弹簧压缩余量要求；13e的厚度llH4 2 3mm，满足抗压要求;13b的高度llH5 = llb的沟槽宽度L+(L2+llb的轴套宽度K(K = L+Q'2;13(^UI纹长度11H6 210mm，满足抗压要求；13g的长度llH7=llH5+llH6;13d的长度11H8 = 2X〔lid的沟槽宽度L+().2+轴套宽度K(K = L+().2)〕.13c的压紧头长度11H9 > 2_，满足压缩误差要求；13c的螺纹长度11!110 = 11!16+附5(附5 2 2111111，满足拧紧误差要求；13(3的拧紧头厚度11!1112 5111111，满足拧紧要求。
[0036]4、上密封短节4a的制作规格条件
[0037]其中12a的下端直径1Rl = 11RI; 12e的下口直径10R2 = 11R2; 12e的螺纹直径10R3= llR7;12d的螺纹直径10R4 = 10R3+N16(N16 2 4mm，满足连接要求；12c的螺纹直径10R5 =10R4+N17(N17 2 4mm，满足连接要求；12h的内径10R6 = 8R6+N18(N18 2 1mm，满足插入误差要求)；1213的螺纹直径101?7 = 101?6+附9019 > 4mm，满足强度要求)；12g的内径10R8 > 4mm，满足插销强度的需要；12f的直径10R9 = 8R8; 12e下口的高度1Hl 2 2mm，满足密封组合的压缩要求；12a下端圆柱高度10H2=11H7 — 10H3;12b下端斜坡垂直高度10H3 2 1mm，满足加工斜度的要求；12d的螺纹长度10H4 2 15mm，满足操作要求；12(:的螺纹长度10H5 2 25mm，满足操作要求；12f到12b的距离10H6 2 3mm，满足拉力要求；12f到12h的顶部距离10H7 = 10H6;12b的螺纹高度10H8 = 10H4+10H5 — N20(10 < N20 < 250mm，满足强度要求)；12a除12h外的剩余长度 10H9 = 10H1+10H2+10H3+10H8。
[0038]5、防腐短节4d的制作规格条件
[0039]其中15d的直径13R1 = 11R1 — N21(N21 > 1mm，满足插入要求)；15e的直径13R2 =N22(4mm < N22 < 10mm，满足连接要求)；15a的直径 13R3= 13H7+N23(N23 > 2mm，满足强度要求)；15b的直径13R4= 11R3—N24(N24 2 1mm，满足插入误差要求)；15c的直径13R5= 11R3;15e的长度13H1 > 5mm，满足连接要求；15d的长度13H2 > 50mm，满足腐蚀控制要求)；15d与15c之间的距离13H3 2 2mm，满足空隙要求)；15c的长度13H4=llH2;15b的高度13H5 2 2mm，满足承重要求；15f的长度 13H6 = 12H5 —(11H9+11H10+11H11)+N25(N25 2 2mm，满足误差要求)；15f的宽度13H7 2 2mm，满足旋转力矩强度要求)；15c以下15a的剩余长度13H8= 13H1+13H2+13H3。
[0040]6、焊接短节Ia的制作规格条件
[0041 ] 其中3c的直径3R1 = 7R3 ； 3b的直径3R2= 10R7 ； 3d的直径3R3 = I Id的DH9 ； 3d的长度3H1 = 13H8+10H1+10H2+11H1+11H8 ；