载机构包括通过液晶控制面板6控制的液压加载装置8，所述液压加载装置8的伸出杆与加载支架7连接为一体，所述加载支架7上设有加载臂9，所述液压加载装置8可提供量程内任意大小的力，所述加载臂9与左管道4、右管道22接触，加载臂9可在加载支架7上左右移动，与管道下的支座15共同作用，提供不同类型、不同大小的弯矩；所述应力测试机构包括应变片21、计算机19和应变仪20，所述应变片21如图2均匀分布在左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上，且沿周向均匀分布。所述应变片21通过排线与应变仪20和计算机19连接。
[0019]为了保证测量的准确性，所述左管道4和右管道22下设有支座15。
[0020]所述加载臂9可以在加载支架7上左右移动至支座15的内外侧，加载不同类型的弯矩。所述加载臂9对称或不对称，可提供不同类型的弯矩。
[0021]所述泵I用于将介质(液体或气体)输送到法兰待测空腔中，在法兰待测空腔中形成高压环境，法兰待测空腔的管道上设置有阀门3，向法兰待测空腔内充入介质时用于排气；所述电加热装置5用于将介质温度提升到某一温度，电加热装置5的加热力度受电热器电柜14控制。在法兰待测空腔中设置有温度传感器17和压力传感器18，实时监测法兰待测空腔中介质的温度、压力。盲板13焊接在右管道22末端，其密封效果好，电加热装置5安装保证密封良好。
[0022]在法兰待测空腔的管道的上方固定有一液压加载装置8，液压加载装置8通过与其伸出杆焊接在一起的加载支架7对法兰两端的管道(左管道、右管道)施加弯矩，液压加载装置8可由其自带的液晶控制面板6进行控制，施加任意量程内的载荷；所述加载支架7上设有加载臂9，所述加载臂9与左管道4、右管道22接触；加载臂9能在加载支架7上左右移动，加载臂9与管道下的支座15共同作用，提供不同类型的弯矩。
[0023]如图2所示，沿法兰盘、锥颈、左管道和右管道的外壁均匀贴有应变片21，应变片21沿周向均匀分布，应变片21上电信号的变化通过导线(排线)传递到应变仪20，应变片21测量法兰上各个部位的应力，并实时在应变仪20和计算机19中显示应变、应力及其随时间的变化规律。
[0024]温度传感器17和压力传感器18可将信号输送至计算机19中进行显示，也可输送至单片机中进行显示。
[0025]本实用新型的工作工程:
[0026](I)外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统工作前，计算机19开机待用，应变仪20开机预热，检查阀门2、排气阀3、底流口阀门16开关状态；记录初始的工作温度及压力，同时液压加载装置开机备用；
[0027](2)外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统工作时，泵I将介质充入法兰待测空腔，通过压力传感器18显示法兰待测空腔内压力，将压力调节到待测压力；开启电加热装置5，凭借温度传感器17显示法兰待测空腔内温度，将介质温度调节到待测温度，在此高温工况下，保压足够长的时间，通过通过应变仪20和计算机19共同监测法兰上的应力变化。
【主权项】
1.一种外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道、右管道，以及连接左管道和右管道的法兰，所述法兰采用垫片进行密封，左管道、右管道、法兰形成法兰待测空腔，其特征在于: 所述左管道通过阀门与泵连接，所述右管道与盲板焊接；所述法兰待测空腔内设有温度传感器、压力传感器、通过电热器电柜控制的电加热装置； 所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构，所述外弯矩加载机构包括液压加载装置，所述液压加载装置向左管道和右管道施加力，与支座共同作用，在法兰连接处的管道上形成外力矩，力矩大小能自由调节；所述应力测试机构包括应变片，应变片通过排线与应变仪和计算机连接。
2.如权利要求1所述的外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，其特征在于:所述液压加载装置的伸出杆与加载支架焊接为一体，所述液压加载装置能提供量程内任意大小的力，所述加载支架上设有加载臂，所述加载臂与左管道、右管道接触。
3.如权利要求2所述的外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，其特征在于:所述液压加载装置通过液晶控制面板控制。
4.如权利要求2所述的外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，其特征在于:所述加载臂能在加载支架上左右移动，且该加载臂与左右管道上的支座共同作用，提供不同类型、大小的弯矩。
5.如权利要求1所述的外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，其特征在于:所述应变片均匀分布在左管道圆筒段、右管道圆筒段、法兰锥颈段和法兰盘外壁上。
6.如权利要求5所述的外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，其特征在于:所述应变片周向均匀分布。
7.如权利要求1所述的外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，其特征在于:所述左管道上设有排气阀，所述右管道上设有底流口阀门。
【专利摘要】本实用新型公开了一种外弯矩作用下高温管道法兰应力监测系统，它包括左管道、右管道，以及连接左管道和右管道的法兰，所述法兰采用垫片进行密封，左管道、右管道、法兰形成法兰待测空腔；左管道通过阀门与泵连接，右管道与盲板焊接；法兰待测空腔内设有温度传感器、压力传感器、电加热装置；所述系统还包括外弯矩加载机构和应力测试机构。本实用新型应用于外弯矩作用下的高温法兰，应力测定准确，对科研和工程皆具有较强的指导意义。
【IPC分类】G01L5-24
【公开号】CN204314007
【申请号】CN201420726043
【发明人】王明伍, 喻九阳, 郑小涛, 林纬, 徐建民, 刘昊
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月28日