[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0027] 实施例
[0028] 本发明实施例提供了一种管道法兰测试系统，参见图1和图2，该系统包括第一管道11a、第二管道11b、以及将第一管道11a和第二管道11b连接成第三管道11的待测法兰12，第三管道11两端分别密封设置有第一盲板11c和第二盲板11d，该系统还包括：
[0029] 用于向第三管道11内输送介质的加压装置13、用于为第三管道11加热的加热装置14、设于第一管道11a和第二管道11b连接处的密封的测漏空腔15、设于测漏空腔15内的第一温度传感器16c和第一压力传感器16d、以及处理模块17，待测法兰12位于测漏空腔15内。
[0030] 处理模块17分别与第一温度传感器16c和第一压力传感器16d电连接。
[0031] 处理模块17，用于根据第一温度传感器16c和第一压力传感器16d测得的数据，分析待测法兰12是否泄漏，并在待测法兰12泄漏时计算泄漏率。
[0032] 该管道法兰测试系统，利用加压装置为管道法兰连接系统提供高压环境，利用电加热装置为管道法兰提供高温环境，可以做多组温度和压力情况下的测试；这套装置不仅能检查出是否发生泄漏，还可以测量待测法兰连接在高温高压条件下的泄漏率；此测试系统适用于液体介质和气体介质。
[0033] 具体地，这里连接第一管道11a和第二管道11b的待测法兰12包括第一待测法兰12a和第二待测法兰12b，第一待测法兰12a和第二待测法兰12b采用固定螺栓12c连接，且在两待测法兰间设有垫片12d，从而保证密封性能。而第一待测法兰12a与第一管道11a之间焊接，第二待测法兰12b与第二管道11b之间焊接。
[0034] 具体地，测漏空腔15可以是一个密封箱体，在密封箱体上开设相对的两通孔，用于供第三管道11穿过该测漏空腔15，测漏空腔15设置在第一管道11a和第二管道11b连接处，从而对待测法兰12的性能进行测试。为了保证密封性能，在测漏空腔15的通孔与第三管道11间可设置用于密封的材料或零件。
[0035] 在本发明实施例中，加压装置13包括：用于向第三管道11内输送介质的泵或者空气压缩机13c，以及用于测量第三管道11内压力的第二压力传感器16a，第二压力传感器16a设于第三管道11内，处理模块17与第二压力传感器16a电连接。
[0036] 在加压过程中，根据第二压力传感器16a测得的数据，通过控制泵或者空气压缩机13c工作，可以将第三管道11内压力控制在待测压力。
[0037] 在本发明实施例的一种实现方式中，第一盲板11c焊接在第三管道11一端，且第一盲板11c上设有传输孔111，加压装置13的输出端通过管道13a与传输孔111连接，具体地是泵或者空气压缩机13c的输出端通过管道13a与传输孔111连接。为了保证密封性能在管道13a与传输孔111间设有用于密封的材料或零件。
[0038] 这种焊接方式，可以提高第三管道11的密封性。当然，除了这种焊接方式外，还可以采用可拆卸的连接方式实现，例如螺栓连接等。
[0039] 进一步地，管道13a上还可以设置用于开启和停止传输介质的开关阀13b。
[0040] 在本发明实施例中，加热装置14包括：设于第三管道11内的加热器14a、设于第三管道11外的控制加热器14a的电柜14b以及用于测量第三管道11内温度的第二温度传感器16b，第二温度传感器16b设于第三管道11内，加热器14a与电柜14b电连接，处理模块17与第二温度传感器16b电连接。
[0041] 在加热过程中，根据第二温度传感器16b测得的数据，通过电柜14b控制加热器14a工作，可以将第三管道11内温度控制在待测温度。
[0042] 在本发明实施例的一种实现方式中，第二盲板11d可拆卸安装在第三管道11另一端，例如采用图中螺栓112实现可拆卸连接，并在第二盲板11d和第三管道11间设置垫片，第二盲板11d上设有通孔(图未示出)，加热器14a与电柜14b通过连接线141连接，连接线141穿过通孔。为了保证密封性能在连接线141与通孔间设有用于密封的材料或零件。
[0043] 第二盲板11d可拆卸在第三管道11上，方便安装和拆除，从而方便将加热器14a放入第三管道11中，或从第三管道11中拆除。当然，除了这种可拆卸连接方式外，还可以采用焊接方式实现，从而提高密封性能。
[0044] 在本发明实施例中，测漏空腔15上设有用于充入介质的输入阀15a、用于在充入介质时排出气体的排气阀15b以及用于排出介质的泄压阀15c，输入阀15a和排气阀15b设于测漏空腔15的顶部，泄压阀15c设于测漏空腔15的底部。
[0045] 在本发明实施例中，第三管道11上设有用于在充入介质时排气的阀门11e。
[0046] 在本发明实施例中，第三管道11上还设有用于在第三管道11内压力超过待测压力时，进行泄压的管道泄压阀11f，管道泄压阀11f设于第三管道11底部。
[0047] 在本发明实施例的一种实现方式中，该系统还包括：设置在待测法兰12外表面和第三管道11表面的多个应变片18、以及与多个应变片18连接的应变仪19，应变仪19与处理模块17电连接；
[0048] 处理模块17，还用于根据应变仪19测得的数据，分析待测法兰12的应力。从而获得应力随时间的变化规律。
[0049] 具体地，应变片18和应变仪19之间、应变仪19和处理模块17之间均采用排线连接。
[0050] 具体地，多个应变片18分别设置在待测法兰12的法兰盘外壁121和颈椎段122，以及第三管道11与待测法兰12连接处第三管道11的圆筒段上。每个部分的应变片反映的是该部分的实测应力，用于对该部分进行强度分析、密封分析、安全评定。
[0051] 其中，处理模块17可以是个人计算机或者移动终端。处理模块17的显示功能可以提供第二温度传感器16b、第二压力传感器16a、第一温度传感器16c和第一压力传感器16d，以及应变仪19测得的数据。
[0052] 进一步地，该系统还包括支架11g，第三管道11设于支架11g上，用于对整个系统起支撑作用。
[0053] 下面对该测试系统的原理做详细说明：
[0054] 管道法兰测试系统工作前，处理模块(计算机)和应变仪开机预热。
[0055] 管道法兰测试系统工作时，泵或空气压缩机将介质充入第三管道内，并观察第二压力传感器测得的压力值，当压力值调节到待测压力时，停止充入介质。
[0056] 若第三管道内介质为液体，则测漏空腔中初始状态下充入相同的液体，并记录初始的工作温度及压力；若第三管道内介质为气体，则测漏空腔中初始状态下充入相同的气体，并记录初始的工作温度及压力。
[0057] 开启加热装置，凭借第二温度传感器将介质温度调节到待测温度。如若压力在升温后变大，超过测试压力，可通过管道泄压阀调节。
[0058] 当第三管道及测漏空腔内充入介质后对第三管道内介质进行加热，由于热传递及对流的作用测漏空腔中的介质的温度会上升，到达近乎与第三管道内介质相等的温度，在这段过程中第三管道及测漏空腔内介质的温度、压力传感器检测到的数据都呈上升趋势，此数据由处理模块直接实时显示。
[0059] 在高温工况(待测温度和压力)下，保压足够长的时间，测漏空腔的第一温度传感器和第一压力传感器测得的数据如不满足气态方程或液体的温度体积变化规律，即在此过程中若第三管道内压力示数变小，测漏空腔压力示数变大，则可判断发生泄漏。判断待测法兰泄漏时，按下述方法进行计算泄漏率。另外，通过应变仪和处理模块共同监测待测法兰上的应力变化。
[0060] 具体地，泄漏率可以通过下述公式计算：
[0061] 当泄漏介质为气体时，测漏空腔中的气体质量为：
[0062]
[0063] 测漏结束时：
[0064]
[0065] 其中：测漏空腔的体积为V，在测量时间间隔t内，测漏空腔中的压力和温度由p1、T1变为p2、T2，M为介质分子质量，R为气态常数，m1为初态质量，m2为末态质量。
[0066] 时间间隔t内的气体质量变化如下：
[0067]
[0068] 其中Δm为质量差。
[0069] 泄漏的气体的体积泄漏率为：
[0070]
[0071] 其中ΔV为体积差，L为体积变化率。
[0072] 若介质为液体可直接用公式(4)进行计算。
[0073] 这里是采用体积变化率表示泄漏率，当然也可以采用质量变化率表示泄漏率，即Δm/t，这里不再赘述。
[0074] 进一步地，处理模块17还可以与泵或者空气压缩机13c和加热器14a电连接，以根据第二温度传感器16b和第二压力传感器16a测得的数据控制泵或者空气压缩机13c和加热器14a的开关，从而使第三管道11内的温度压强达到预设测试环境。
[0075] 本发明实施例通过待测法兰将第一管道和第二管道连接成为第三管道，并在第三管道两端设置第一盲板和第二盲板，在第一管道和第二管道连接处的设置测漏空腔，通过加压装置为第三管道提供压力，通过加热装置为第三管道提供温度，使第三管道内的温度和压力达到预设测试环境，在该环境下，通过第一温度传感器和第一压力传感器测量测漏空腔中的温度和压力，处理模块根据第一温度传感器和第一压力传感器测得的数据，分析待测法兰是否泄漏，并在待测法兰泄漏时计算泄漏率，从而实现了对法兰的泄漏检测。另外，通过设置在待测法兰外表面和第三管道表面的多个应变片、以及与多个应变片连接的应变仪，可以实现待测法兰表面的应力分析功能，该应力分析可用于待测法兰表面的强度分析、密封分析及安全评定。
[0076] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0077] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
