一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置及方法与流程

本发明涉及压力容器、压力管道制造。更具体地说，本发明涉及一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置及方法。

背景技术：

1、在压力容器或者压力管道设计压力较高时，法兰的密封面型式一般采用环连接面(rj)，与较低压时采用的突面(rf)密封型式相比，rj密封时使用的椭圆型金属环形垫除了有密封作用，还有定位作用，所以对两个相连法兰面的位置偏差要求也就更高。实际生产时，容器或者管道预制完成之后，由于焊接变形的存在，其法兰接口尺寸是有偏差的，为了控制预制后的尺寸，就需要知道偏差多少仍能实现密封，这就需要设计一种可以检测法兰偏移时椭圆型金属环形垫密封情况的装置及方法，以得到能够实现密封的最大偏移量。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置及方法，以解决上述技术问题，可以检测出一对法兰偏移时中间椭圆型金属环形垫的能够实现密封的最大偏移量，从而获得法兰偏移时金属环形垫密封情况。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置，包括法兰、位于法兰一侧且与法兰螺栓连接的盖板，所述法兰表面及盖板表面均相对设置有环形凹槽，所述环形凹槽内配合设置椭圆型金属环形垫，其将所述法兰中心通孔与所述盖板表面之间的空间密封连通，所述法兰中心通孔端部密封，所述盖板中心设置有试压接口，其用于对法兰中心通孔、金属环形垫及盖板之间的密封空间通入介质并加压，所述盖板的部分边缘沿法兰的中心轴线方向延伸形成凸块，所述凸块与所述法兰外侧边之间形成间隙，此间隙可塞入不同厚度不同数量的垫片以检测法兰偏移时金属环形垫密封情况。

3、优选的是，所述法兰中心通孔端部依次密封连接无缝钢管和管帽，内部形成密封空间。

4、优选的是，所述管帽连接至裙座上，所述裙座连接至底板上，所述底板固定设置。

5、优选的是，所述盖板上设置多个连接孔，其一一对应所述法兰的多个法兰孔，所述盖板与所述法兰之间通过多个贯通连接孔及法兰孔的螺柱连接，所述螺柱的两端均对应设置螺母。

6、优选的是，所述盖板外侧边上设置有多个吊环螺钉，其与盖板螺栓连接，所述吊环螺钉用于连接起吊设备。

7、本发明还提供了一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的方法，包括如下步骤：

8、步骤一、按设计要求加工法兰及盖板，使其符合检测工装要求；

9、步骤二、将底板、裙座、管帽、无缝钢管及法兰焊接为一体，并在法兰的环形凹槽中放置金属环形垫；

10、步骤三、测量盖板凸出的凸块厚度，记为x1；将盖板吊起，调整盖板上的环形凹槽对准金属环形垫后下落，通过螺柱及螺母将法兰与盖板连接为一体，并拧紧螺母至规定的力矩后紧固；测量此时凸块外侧面与法兰外侧边之间的间距，记为x2，则所述凸块与所述法兰外侧边之间的间隙值x＝x2-x1；

11、步骤四、松开螺母，在间隙处塞入x+y厚度的垫片，即此时偏移量为y，紧固螺母；然后通过试压接口在法兰中心通孔内通入介质并加压至设计压力后，保持设定时间，此为第一次试验，若此过程无泄漏为合格；第一次试验合格则在间隙处增加设定偏移量厚度的垫片，重复上述试验，若合格则再增加设定偏移量厚度的垫片后再此试验，如此直至不合格为止，则最后一次合格的y值为最大偏移量；若第一次试验不合格，则在间隙处减少设定偏移量厚度的垫片，重复上述试验，如此直至合格为止，则这次合格的y值为最大偏移量；

12、步骤五、根据检测的最大偏移量即可获得法兰偏移时金属环形垫密封情况。

13、优选的是，所述步骤四在正式试验前，还包括先进行液压试验，具体为：从试压接口处通入液体，并缓慢升压至设计压力，确认无泄露后继续升压至试验压力，其为设计压力的1.5倍，保压30min；然后降至设计压力，保压设定时间后进行检查，若保压过程中无压降，整个试验过程中，无渗漏，无可见变形和异常声响，则为合格，液压试验合格后，泄压并排水，进行后续试验。

14、优选的是，所述步骤四中通入介质为气体，试压接口连通气管后，将整个工装吊起落入水中，然后缓慢升高气压，达到设计压力之后，保持设定的时间，试验过程中无泄漏为合格，判断标准为：有气体泄漏时会有气泡从水中冒起。

15、优选的是，初始偏移量y值设为0.5～0.7mm，每次试验增加或减少的垫片厚度为0.1mm。

16、优选的是，每次重新试验均需要换新的金属环形垫，以避免前一次试验压损的金属环形垫影响后一次试验的结果。

17、本发明至少包括以下有益效果：

18、1、本发明通过一套工装即可模拟一对法兰面之间的不同偏移量，从而获得法兰偏移时金属环形垫密封情况，具有结构简单、操作方便、成本较低等优点。

19、2、本发明为保证整个工装的强度与安全，在进行正式气压试验前，先进行液压试验，在液压试验的保压过程中无压降，整个试验过程中，无渗漏，无可见变形和异常声响，则为合格。

20、3、本发明在气压试验过程中，检测无泄漏的方法为将整个工装落入水中，通过监测有无气泡从水中冒起判定是否有泄漏，密封性是否合格，简单高效。

21、4、本发明根据理论设计及经验判断，将偏移量y的初始值设为0.5～0.7mm，以尽量减少气压试验的次数，提高试验效率。

22、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置，其特征在于，包括法兰、位于法兰一侧且与法兰螺栓连接的盖板，所述法兰表面及盖板表面均相对设置有环形凹槽，所述环形凹槽内配合设置椭圆型金属环形垫，其将所述法兰中心通孔与所述盖板表面之间的空间密封连通，所述法兰中心通孔端部密封，所述盖板中心设置有试压接口，其用于对法兰中心通孔、金属环形垫及盖板之间的密封空间通入介质并加压，所述盖板的部分边缘沿法兰的中心轴线方向延伸形成凸块，所述凸块与所述法兰外侧边之间形成间隙，此间隙可塞入不同厚度不同数量的垫片以检测法兰偏移时金属环形垫密封情况。

2.如权利要求1所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置，其特征在于，所述法兰中心通孔端部依次密封连接无缝钢管和管帽，内部形成密封空间。

3.如权利要求2所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置，其特征在于，所述管帽连接至裙座上，所述裙座连接至底板上，所述底板固定设置。

4.如权利要求1所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置，其特征在于，所述盖板上设置多个连接孔，其一一对应所述法兰的多个法兰孔，所述盖板与所述法兰之间通过多个贯通连接孔及法兰孔的螺柱连接，所述螺柱的两端均对应设置螺母。

5.如权利要求1所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置，其特征在于，所述盖板外侧边上设置有多个吊环螺钉，其与盖板螺栓连接，所述吊环螺钉用于连接起吊设备。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的方法，其特征在于，所述步骤四在正式试验前，还包括先进行液压试验，具体为：从试压接口处通入液体，并缓慢升压至设计压力，确认无泄露后继续升压至试验压力，其为设计压力的1.5倍，保压30min；然后降至设计压力，保压设定时间后进行检查，若保压过程中无压降，整个试验过程中，无渗漏，无可见变形和异常声响，则为合格，液压试验合格后，泄压并排水，进行后续试验。

8.如权利要求6所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的方法，其特征在于，所述步骤四中通入介质为气体，试压接口连通气管后，将整个工装吊起落入水中，然后缓慢升高气压，达到设计压力之后，保持设定的时间，试验过程中无泄漏为合格，判断标准为：有气体泄漏时会有气泡从水中冒起。

9.如权利要求6所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的方法，其特征在于，初始偏移量y值设为0.5～0.7mm，每次试验增加或减少的垫片厚度为0.1mm。

10.如权利要求6至9任一项所述的检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的方法，其特征在于，每次重新试验均需要换新的金属环形垫，以避免前一次试验压损的金属环形垫影响后一次试验的结果。

技术总结
本发明公开了一种检测法兰偏移时金属环形垫密封情况的装置及方法，装置包括法兰、位于法兰一侧且与法兰螺栓连接的盖板，所述法兰表面及盖板表面均相对设置有环形凹槽，所述环形凹槽内配合设置椭圆型金属环形垫，所述法兰中心通孔端部密封，所述盖板中心设置有试压接口，所述盖板的部分边缘沿法兰的中心轴线方向延伸形成凸块，所述凸块与所述法兰外侧边之间形成间隙，此间隙可塞入不同厚度不同数量的垫片以检测法兰偏移时金属环形垫密封情况。本发明通过一套工装即可模拟并测量出一对法兰面之间的不同偏移量，从而获得法兰偏移时金属环形垫密封情况，具有结构简单，操作方便，成本较低等优点。

技术研发人员：卢意,张在新,肖海燕,王有朋,汪敏,陶鹏程
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29