一种压力容器的管道强度检测装置的制作方法

本发明涉及压力容器的检测技术领域，具体为一种压力容器的管道强度检测装置。

背景技术

压力容器是盛装、储存气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。由于其内部需要承受较大的压力，所以对其的材料、拼接强度有很高的要求。在压力容器中，经常需要用到管道，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的，由管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件组成的装配总成。

在压力容器的工作过程中，管道也需要承受同样的压力。为了保证人员、设备的安全，需要对管道的强度进行检测，以保证其能够满足使用要求。现有技术中，对压力管道的检测的设备有以下几种：

中国专利申请201510720928.1公开了一种压力管道的检测装置，如图1所示，包括真空压力泵，控制中心，密封端头和压力检测圆环，密封端头密封连接在压力管道的两端，压力检测圆环上设有定位螺母固定连接在压力管道上，压力检测圆环的内侧设有圆环形的测压槽，测压槽的两侧设有两道圆环形的弹性密封圈，测压槽的内侧设有压力传感器，压力传感器经过线路连接在控制中心上；其通过与压力管道相匹配的压力检测圆环，方便对压力管道的焊接位置和管壁进行检测工作，精准定位压力管道上的泄露位置；当压力管道发生疑似泄露时，即可采用本装置进行检测和定位。但是该技术方案是在管道发生疑似泄露时才能进行检测和定位，此时设备很可能已经发生故障，不能提前保证设备的正常运行。

中国专利申请201710623581.8一种压力管道检测装置，如图2所示，其包括气泵、左堵头、右堵头和连通管，左堵头上设置有充气口；还包括第一检测管和第二检测管，还包括第一连接柱、第二连接柱、第三连接柱、第四连接柱、第一螺纹管和第二螺纹管；第一检测管和第二检测管的侧壁上设置有泄压口，并在泄压口处设置有挡板，挡板通过转轴安装在第一检测管和第二检测管的泄压口处，第一检测管和第二检测管外设置有承压板和双扭弹簧，承压板安装在第一检测管和第二检测管外壁上，双扭弹簧的一端与挡板连接，双扭弹簧的另一端与承压板连接。但是该技术方案的检测方式单一，无法同时具有水压强度试验、气压强度试验和抗压强度试验的作用，难以满足对管道多角度多参数的检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种压力容器的管道强度检测装置，兼具水压强度试验、气压强度试验和抗压强度试验的三重试验方式，一体多用，试验效果好，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压力容器的管道强度检测装置，包括机架以及横向设置于机架顶部的伺服驱动装置，所述伺服驱动装置上贯穿有导块，所述导块通过滑块滑动连接于机架，所述导块底部通过连接板安装有第一液压装置，所述第一液压装置底部输出端通过导板铰接有两组夹具，所述夹具包括夹块和设置在夹块两端的连接块，两组所述夹具之间设有管本体，所述管本体两端均连接有法兰，所述机架底部从左至右依次设置有第一箱体、第二箱体和第三箱体，所述第一箱体和第二箱体顶部均开口设置，所述第一箱体顶部两侧分别设有第一导管和第二导管，所述第一箱体内设有和第二导管相连的增压泵，且第二导管上安装有水压表。

优选的，所述第二箱体顶部两侧分别设有第一导气管和第二导气管，所述第二箱体内设有和第二导气管相连的空压机，所述增压泵和空压机均通过滚轮分别滚动连接于第一箱体和第二箱体，所述增压泵和空压机一侧分别位于第一箱体和第二箱体内部均连接有气缸，且第二导气管上安装有气压表。

优选的，所述第一导管、第二导管、第一导气管和第二导气管端部连接接有法兰，所述第一导气管的法兰端部套接有密封塞，所述第三箱体顶部设有两组支撑座和一组转动连接的支撑杆，所述所述支撑杆顶部的固定板上安装有第二液压装置，所述第二液压装置输出端贯穿固定板且连接有压板，所述压板底端安装有压力传感器探头，所述机架上靠近第三箱体一侧安装有和压力传感器探头电性连接的压力开关。

优选的，所述伺服驱动装置包括伺服电机、丝杆和轴套，所述丝杆右端和伺服电机输出端传动连接，所述丝杆左端通过轴套固定在机架左侧。

优选的，所述机架上对应滑块滑动位置开设有相匹配的滑轨。

优选的，所述第一液压装置包括液压缸和设置在液压缸输出端的活塞杆。

优选的，所述第一导管、第二导管、第一导气管和第二导气管的管径均一致，且第一导管、第二导管、第一导气管和第二导气管水平高度一致。

优选的，所述支撑座上开设有和管本体相匹配的管槽。

优选的，所述支撑杆通过导套转动连接于第三箱体，所述支撑杆和固定板之间采用不可拆卸连接的方式固定，可以为焊接、胶粘接。

优选的，为了保证管道承压能力，上述的各个管件的材料均为碳素钢或低合金钢，工作温度为-20-530℃，屈服强度σ为215-245mpa；管件的壁厚w为0.5-2.5mm，直径d为10-45mm。进一步的，所述的屈服强度σ和管件的壁厚w满足σ·w大于等于115小于等于600。当σ·w小于115时，不能保证压力管件的强度和承压能力，容易导致工作过程中的失效或损毁；当σ·w大于600时，要求的屈服强度会超出材料的能力范围，或者壁厚过大，影响管件中需要储存或流通的气体、液体。

优选的，为了保证管道承压能力，且满足管件的储存或流通的气体、液体的流速等要求，所述的屈服强度σ、管件的壁厚w、直径d满足以下关系：

其中λ为管件直径系数，取值范围为0.55-11.5；上式只进行数值计算，不涉及单位运算。

基于上述的压力容器的管道强度检测装置，本发明还提供一种压力容器的管道强度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

s1：将管本体安装在夹具上，伺服驱动装置工作，控制导块移动；

s2：管本体移动至第一箱体顶部时，第一液压装置工作，将管本体移动至第一导管和第二导管水平位置，通过气缸控制增压泵移动，完成管本体两端分别与第一导管和第二导管进行对接，对接完成后，增压泵工作，通过改变增压泵的输出压力配合水压表使用，可以判断不同水压强度对压力管道的影响；

s3：水压试验完成后，伺服驱动装置配合第一液压装置将管本体移动至第二箱体顶部，利用第二箱体内的空压机配合第一导气管和第二导气管工作，可以进行气压强度试验检测；

s4：气压检测完成后，伺服驱动装置配合第一液压装置将管本体移动至第三箱体顶部，并将管本体放置在支撑座上，转动支撑杆，利用第二液压装置推动压板按压抗压试验，通过压力开关设定压力，可以试验不同压力状态下的压力管道的抗压强度，完成强度试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的压力容器的管道强度检测装置，通过伺服驱动装置控制管本体进行左右移动，配合底部的第一箱体、第二箱体和第三箱体结构，分别利用第一箱体内的管道和增压泵结构可以进行水压强度测试。

2、本发明的压力容器的管道强度检测装置，利用第二箱体内的管道和空压机可以进行气压强度测试，利用第三箱体顶部的第二液压装置配合压力开关等结构可以进行抗压强度检测。

3、本发明的压力容器的管道强度检测装置，兼具水压强度试验、气压强度试验和抗压强度试验的三重试验方式，一体多用，试验效果好，而且操作方便。

4、本发明的压力容器的管道强度检测装置，通过设置各个管件的材料及物理参数，保证管道承压能力。

5、本发明的压力容器的管道强度检测装置，通过设置屈服强度、管件的壁厚、直径等的范围及满足的关系，不但保证管道承压能力，且满足管件的储存或流通的气体、液体的流速等要求。

附图说明

图1为现有技术中的一种压力管道的检测装置示意图；

图2为现有技术中的一种压力管道检测装置示意图；

图3为本发明的压力容器的管道强度检测装置示意图；

图4为本发明的压力容器的管道强度检测装置管本体和夹具部分结构示意图；

图5为本发明的压力容器的管道强度检测装置支撑座部分侧视结构示意图；

图6为本发明的压力容器的管道强度检测装置b处放大结构示意图；

图7为本发明的压力容器的管道强度检测装置a处放大结构示意图。

图3-7中：1机架、2伺服驱动装置、201伺服电机、202丝杆、203轴套、3导块、4滑块、401滑轨、5连接板、6第一液压装置、61液压缸、62活塞杆、7导板、8夹具、81夹块、82连接块、9管本体、10法兰、11第一箱体、12第二箱体、13第三箱体、14第一导管、15第二导管、16增压泵、17水压表、18空压机、19第二导气管、20气压表、21第一导气管、22密封塞、23支撑座、231管槽、24支撑杆、25固定板、26第二液压装置、27压板、28压力开关、281压力传感器探头、29滚轮、30气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图2-7，一种压力容器的管道强度检测装置，包括机架1以及横向设置于机架1顶部的伺服驱动装置2，所述伺服驱动装置2上贯穿有导块3，所述导块3通过滑块4滑动连接于机架1，伺服驱动装置2工作，控制导块3移动；所述导块3底部通过连接板5安装有第一液压装置6，所述第一液压装置6底部输出端通过导板7铰接有两组夹具8，所述夹具8包括夹块81和设置在夹块81两端的连接块82，两组所述夹具8之间设有管本体9，所述管本体9两端均焊接有法兰10，设置法兰10结构方便和箱体上的管道进行对接，方便试验检测。

所述机架1底部左至右依次设置有第一箱体11、第二箱体12和第三箱体13，所述第一箱体11和第二箱体12顶部均开口设置，所述第一箱体11顶部两侧分别设有第一导管14和第二导管15，所述第一箱体11内设有和第二导管15相连的增压泵16，且第二导管15上安装有水压表17，水压表17可以实时查看管本体9检测实验过程中的水压情况。

所述第二箱体12顶部两侧分别设有第一导气管21和第二导气管19，所述第二箱体12内设有和第二导气管19相连的空压机18，所述增压泵16和空压机18均通过滚轮29分别滚动连接于第一箱体11和第二箱体12，所述增压泵16和空压机18一侧分别位于第一箱体11和第二箱体12内部均连接有气缸30，且第二导气管19上安装有气压表20，气压表20可以实时查看管本体9检测过程中的气压情况。

所述第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19端部均焊接有法兰10，所述第一导气管21的法兰10端部套接有密封塞22，所述第三箱体13顶部设有两组支撑座23和一组转动连接的支撑杆24，所述所述支撑杆24顶部的固定板25上安装有第二液压装置26，所述第二液压装置26输出端贯穿固定板25且连接有压板27，所述压板27底端安装有压力传感器探头281，所述机架1上靠近第三箱体13一侧安装有和压力传感器探头281电性连接的压力开关28，压力开关28设定好压力，同时第二液压装置26工作动作，可以进行抗压强度检测。

所述伺服驱动装置2包括伺服电机201、丝杆202和轴套203，所述丝杆202右端和伺服电机201输出端传动连接，所述丝杆202左端通过轴套203固定在机架1左侧；伺服电机201工作，带动丝杆202转动，带动导块5进行移动。

所述机架1上对应滑块4滑动位置开设有相匹配的滑轨401；设置相匹配的滑轨401，方便滑块4的滑动。

所述第一液压装置6包括液压缸61和设置在液压缸61输出端的活塞杆62；液压缸61推动活塞杆62工作进行升降，第二液压装置26和第一液压装置6内部结构一致。

所述第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19的管径均一致，且第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19水平高度一致；水平高度一致，方便和管本体9对接安装稳定。

所述支撑座23上开设有和管本体9相匹配的管槽231；设置相匹配的管槽231，方便管本体9放置在槽内。

所述支撑杆24通过导套转动连接于第三箱体13，所述支撑杆24和固定板25之间采用焊接方式固定；采用焊接方式，安装稳定。

本发明还提供一种压力管道强度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

s1：将管本体安装在夹具上，伺服驱动装置工作，控制导块移动；

s2：管本体移动至第一箱体顶部时，第一液压装置工作，将管本体移动至第一导管和第二导管水平位置，通过气缸控制增压泵移动，完成管本体两端分别与第一导管和第二导管进行对接，对接完成后，增压泵工作，通过改变增压泵的输出压力配合水压表使用，可以判断不同水压强度对压力管道的影响；

s3：水压试验完成后，伺服驱动装置配合第一液压装置将管本体移动至第二箱体顶部，利用第二箱体内的空压机配合第一导气管和第二导气管工作，可以进行气压强度试验检测；

s4：气压检测完成后，伺服驱动装置配合第一液压装置将管本体移动至第三箱体顶部，并将管本体放置在支撑座上，转动支撑杆，利用第二液压装置推动压板按压抗压试验，通过压力开关设定压力，可以试验不同压力状态下的压力管道的抗压强度，完成强度试验。

综上说述：本发明通过伺服驱动装置2控制管本体9进行左右移动，配合底部的第一箱体11、第二箱体12和第三箱体13结构，分别利用第一箱体11内的管道和增压泵16结构可以进行水压强度测试，利用第二箱体12内的管道和空压机18可以进行气压强度测试，利用第三箱体13顶部的第二液压装置26配合压力开关28等结构可以进行抗压强度检测，装置同时兼具水压强度试验、气压强度试验和抗压强度试验的三重试验方式，一体多用，试验效果好，而且操作方便。

实施例2

一种压力容器的管道强度检测装置，包括机架1以及横向设置于机架1顶部的伺服驱动装置2，所述伺服驱动装置2上贯穿有导块3，所述导块3通过滑块4滑动连接于机架1，伺服驱动装置2工作，控制导块3移动；所述导块3底部通过连接板5安装有第一液压装置6，所述第一液压装置6底部输出端通过导板7铰接有两组夹具8，所述夹具8包括夹块81和设置在夹块81两端的连接块82，两组所述夹具8之间设有管本体9，所述管本体9两端均焊接有法兰10，设置法兰10结构方便和箱体上的管道进行对接，方便试验检测。

所述机架1底部左至右依次设置有第一箱体11、第二箱体12和第三箱体13，所述第一箱体11和第二箱体12顶部均开口设置，所述第一箱体11顶部两侧分别设有第一导管14和第二导管15，所述第一箱体11内设有和第二导管15相连的增压泵16，且第二导管15上安装有水压表17，水压表17可以实时查看管本体9检测实验过程中的水压情况。

所述第二箱体12顶部两侧分别设有第一导气管21和第二导气管19，所述第二箱体12内设有和第二导气管19相连的空压机18，所述增压泵16和空压机18均通过滚轮29分别滚动连接于第一箱体11和第二箱体12，所述增压泵16和空压机18一侧分别位于第一箱体11和第二箱体12内部均连接有气缸30，且第二导气管19上安装有气压表20，气压表20可以实时查看管本体9检测过程中的气压情况。

所述第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19端部均螺栓连接有法兰10，所述第一导气管21的法兰10端部套接有密封塞22，所述第三箱体13顶部设有两组支撑座23和一组转动连接的支撑杆24，所述所述支撑杆24顶部的固定板25上安装有第二液压装置26，所述第二液压装置26输出端贯穿固定板25且连接有压板27，所述压板27底端安装有压力传感器探头281，所述机架1上靠近第三箱体13一侧安装有和压力传感器探头281连接的压力开关28，压力开关28设定好压力，同时第二液压装置26工作动作，可以进行抗压强度检测。

所述伺服驱动装置2包括伺服电机201、丝杆202和轴套203，所述丝杆202右端和伺服电机201输出端传动连接，所述丝杆202左端通过轴套203固定在机架1左侧；伺服电机201工作，带动丝杆202转动，带动导块5进行移动。

所述机架1上对应滑块4滑动位置开设有相匹配的滑轨401；设置相匹配的滑轨401，方便滑块4的滑动。

所述第一液压装置6包括液压缸61和设置在液压缸61输出端的活塞杆62；液压缸61推动活塞杆62工作进行升降，第二液压装置26和第一液压装置6内部结构一致。

所述第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19的管径均一致，且第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19水平高度一致，方便和管本体9对接安装稳定，并防止各个管件之间产生应力，提高其承压能力。

所述支撑座23上开设有和管本体9相匹配的管槽231；设置相匹配的管槽231，方便管本体9放置在槽内。

所述支撑杆24通过导套转动连接于第三箱体13，所述支撑杆24和固定板25之间采用胶粘连接方式固定。

为了保证管道承压能力，上述的各个管件的材料均为碳素钢或低合金钢，工作温度为-20-530℃，屈服强度σ为215-245mpa；管件的壁厚w为0.5-2.5mm，直径d为10-45mm。进一步的，所述的屈服强度σ和管件的壁厚w满足σ·w大于等于115小于等于600。当σ·w小于115时，不能保证压力管件的强度和承压能力，容易导致工作过程中的失效或损毁；当σ·w大于600时，要求的屈服强度会超出材料的能力范围，或者壁厚过大，影响管件中需要储存或流通的气体、液体。

实施例3

一种压力容器的管道强度检测装置，包括机架1以及横向设置于机架1顶部的伺服驱动装置2，所述伺服驱动装置2上贯穿有导块3，所述导块3通过滑块4滑动连接于机架1，伺服驱动装置2工作，控制导块3移动；所述导块3底部通过连接板5安装有第一液压装置6，所述第一液压装置6底部输出端通过导板7铰接有两组夹具8，所述夹具8包括夹块81和设置在夹块81两端的连接块82，两组所述夹具8之间设有管本体9，所述管本体9两端均焊接有法兰10，设置法兰10结构方便和箱体上的管道进行对接，方便试验检测。

所述机架1底部左至右依次设置有第一箱体11、第二箱体12和第三箱体13，所述第一箱体11和第二箱体12顶部均开口设置，所述第一箱体11顶部两侧分别设有第一导管14和第二导管15，所述第一箱体11内设有和第二导管15相连的增压泵16，且第二导管15上安装有水压表17，水压表17可以实时查看管本体9检测实验过程中的水压情况。

所述第二箱体12顶部两侧分别设有第一导气管21和第二导气管19，所述第二箱体12内设有和第二导气管19相连的空压机18，所述增压泵16和空压机18均通过滚轮29分别滚动连接于第一箱体11和第二箱体12，所述增压泵16和空压机18一侧分别位于第一箱体11和第二箱体12内部均连接有气缸30，且第二导气管19上安装有气压表20，气压表20可以实时查看管本体9检测过程中的气压情况。

所述第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19端部均焊接有法兰10，所述第一导气管21的法兰10端部套接有密封塞22，所述第三箱体13顶部设有两组支撑座23和一组转动连接的支撑杆24，所述所述支撑杆24顶部的固定板25上安装有第二液压装置26，所述第二液压装置26输出端贯穿固定板25且连接有压板27，所述压板27底端安装有压力传感器探头281，所述机架1上靠近第三箱体13一侧安装有和压力传感器探头281电性连接的压力开关28，压力开关28设定好压力，同时第二液压装置26工作动作，可以进行抗压强度检测。

所述伺服驱动装置2包括伺服电机201、丝杆202和轴套203，所述丝杆202右端和伺服电机201输出端传动连接，所述丝杆202左端通过轴套203固定在机架1左侧；伺服电机201工作，带动丝杆202转动，带动导块5进行移动。

所述机架1上对应滑块4滑动位置开设有相匹配的滑轨401；设置相匹配的滑轨401，方便滑块4的滑动。

所述第一液压装置6包括液压缸61和设置在液压缸61输出端的活塞杆62；液压缸61推动活塞杆62工作进行升降，第二液压装置26和第一液压装置6内部结构一致。

所述第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19的管径均一致，且第一导管14、第二导管15、第一导气管21和第二导气管19水平高度一致；水平高度一致，方便和管本体9对接安装稳定。

所述支撑座23上开设有和管本体9相匹配的管槽231；设置相匹配的管槽231，方便管本体9放置在槽内。

所述支撑杆24通过导套转动连接于第三箱体13，所述支撑杆24和固定板25之间采用焊接方式固定；采用焊接方式，安装稳定。

为了保证管道承压能力，上述的各个管件的材料均为碳素钢或低合金钢，工作温度为-20-530℃，屈服强度σ为215-245mpa；管件的壁厚w为0.5-2.5mm，直径d为10-45mm。进一步的，所述的屈服强度σ和管件的壁厚w满足σ·w大于等于115小于等于600。当σ·w小于115时，不能保证压力管件的强度和承压能力，容易导致工作过程中的失效或损毁；当σ·w大于600时，要求的屈服强度会超出材料的能力范围，或者壁厚过大，影响管件中需要储存或流通的气体、液体。

为了保证管道承压能力，且满足管件的储存或流通的气体、液体的流速等要求，所述的屈服强度σ、管件的壁厚w、直径d满足以下关系：

其中λ为管件直径系数，取值范围为0.55-11.5；上式只进行数值计算，不涉及单位运算。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。