一种密封垫片应力松弛测试装置

技术领域

本发明属于静密封应用技术领域，具体涉及一种密封垫片应力松弛测试装置，用于对被测垫片试样进行高效、安全和精准的性能测试作业，保证产品品质且提高生产效率。

背景技术

密封垫片在法兰接头中起到密封法兰面的作用，其在螺栓载荷下的应力松弛性能直接影响到螺栓法兰接头的密封可靠性。

《GB/T 12621管法兰用垫片应力松弛试验方法》中规定了测定的垫片应力松弛性能的基本步骤和实验装置，但方法中规定的实验装置需使用专用螺栓，结合千分表对垫片载荷进行标定，原装置用加力杆拧紧圆螺母十分费力且试验垫片尺寸只能用小尺寸（公称直径DN32）的限制，垫片载荷是通过计算螺栓伸长量计算而得，因此，载荷的准确性受到千分表测试精度的影响较大，使得实验数据分散性较大。

此外，原装置采用滚珠推力轴承作为降低螺母端面与定距块的摩擦的重要原件，使得实验装备对定距块、螺母等部件的加工精度要求较高

综上所述，原实验装置存在操作费力，对螺栓、螺母、定距块配合尺寸精度要求高，垫片载荷不精确，测试垫片尺寸受限等问题，故存在较大的改进空间。

因此，基于上述问题，本发明提供一种柔性封闭式圆螺母。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种密封垫片应力松弛测试装置，其设计结构合理，能实现被测垫片试样高效、安全和精准的性能测试作业要求，解决现有垫片应力松弛性能实验装置存在的操作费力，对螺栓、螺母、定距块配合尺寸精度要求高，垫片载荷不精确，测试垫片尺寸受限等问题。

技术方案：本发明提供的一种密封垫片应力松弛测试装置，由底部支撑组件，及与底部支撑组件相配合使用压力加载组件组成；所述底部支撑组件，包括机架，及分别通过若干个第一螺栓安装在机架上的一组支座侧板，及分别通过若干个第二螺栓安装在一组支座侧板一端的支座面板上，及设置在支座面板上内的中心主螺栓通孔，及设置在支座面板上上的盖板，及设置在盖板内的盖板通孔；所述压力加载组件，包括两端分别突出中心主螺栓通孔、盖板通孔的中心主螺栓，及设置在中心主螺栓一端且与支座面板上相配合使用的上固定螺母、下固定螺母，及设置在中心主螺栓上且位于支座面板上、盖板内的上法兰、下法兰，其中，上法兰的一端突出盖板通孔，及设置在上法兰一端的载荷传感器，及设置在上法兰一端且位于载荷传感器上方的压紧力反推圆螺母，及设置在压紧力反推圆螺母内的顶推螺母；待测试的被测垫片试样通过中心主螺栓放置在上法兰、下法兰之间。

本技术方案的，所密封垫片应力松弛测试装置，还包括设置在载荷传感器、压紧力反推圆螺母之间的硬质平垫片。

本技术方案的，所述密封垫片应力松弛测试装置，还包括设置在上法兰一端外壁且与盖板通孔相配合使用的限位凸圈。

本技术方案的，所述密封垫片应力松弛测试装置，还包括设置在下法兰内的热电偶安装槽，及通过热电偶安装槽安装在下法兰内用于对被测垫片试样进行加热的热电偶。

本技术方案的，所述密封垫片应力松弛测试装置，还包括设置在支座面板上内用于对上固定螺母进行限位的隔热垫板，与对下法兰进行支撑限位的加热炉。

本技术方案的，所述上法兰设置为阶梯型结构，下法兰设置为阶梯型结构。

本技术方案的，所述上法兰设置三级阶梯型结构，下法兰设置为二级阶梯型结构，其中，上法兰的最大端直径尺寸小于下法兰的最大端直径尺寸。

与现有技术相比，本发明的一种密封垫片应力松弛测试装置的有益效果在于：其设计结构合理，且便于操作测试控制，能实现被测垫片试样高效、安全和精准的性能测试作业要求，解决现有垫片应力松弛性能实验装置存在的操作费力，对螺栓、螺母、定距块配合尺寸精度要求高，垫片载荷不精确，测试垫片尺寸受限等问题。

附图说明

图1是本发明的一种密封垫片应力松弛测试装置的主视剖视结构示意图；

图2是本发明的一种密封垫片应力松弛测试装置的主视剖视局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例一

如图1和图2所示的一种密封垫片应力松弛测试装置，由底部支撑组件，及与底部支撑组件相配合使用压力加载组件组成；所述底部支撑组件，包括机架16，及分别通过若干个第一螺栓17安装在机架16上的一组支座侧板15，及分别通过若干个第二螺栓13安装在一组支座侧板15一端的支座面板上14，及设置在支座面板上14内的中心主螺栓通孔18，及设置在支座面板上14上的盖板21，及设置在盖板21内的盖板通孔22；所述压力加载组件，包括两端分别突出中心主螺栓通孔18、盖板通孔22的中心主螺栓1，及设置在中心主螺栓1一端且与支座面板上14相配合使用的上固定螺母11、下固定螺母12，及设置在中心主螺栓1上且位于支座面板上14、盖板21内的上法兰6、下法兰9，其中，上法兰6的一端突出盖板通孔22，及设置在上法兰6一端的载荷传感器5，及设置在上法兰6一端且位于载荷传感器5上方的压紧力反推圆螺母3，及设置在压紧力反推圆螺母3内的顶推螺母2；待测试的被测垫片试样8通过中心主螺栓1放置在上法兰6、下法兰9之间。

实施例二

如图1和图2所示的一种密封垫片应力松弛测试装置，由底部支撑组件，及与底部支撑组件相配合使用压力加载组件组成；所述底部支撑组件，包括机架16，及分别通过若干个第一螺栓17安装在机架16上的一组支座侧板15，及分别通过若干个第二螺栓13安装在一组支座侧板15一端的支座面板上14，及设置在支座面板上14内的中心主螺栓通孔18，及设置在支座面板上14上的盖板21，及设置在盖板21内的盖板通孔22；所述压力加载组件，包括两端分别突出中心主螺栓通孔18、盖板通孔22的中心主螺栓1，及设置在中心主螺栓1一端且与支座面板上14相配合使用的上固定螺母11、下固定螺母12，及设置在中心主螺栓1上且位于支座面板上14、盖板21内的上法兰6、下法兰9，其中，上法兰6的一端突出盖板通孔22，及设置在上法兰6一端的载荷传感器5，及设置在上法兰6一端且位于载荷传感器5上方的压紧力反推圆螺母3，及设置在压紧力反推圆螺母3内的顶推螺母2；待测试的被测垫片试样8通过中心主螺栓1放置在上法兰6、下法兰9之间，及设置在载荷传感器5、压紧力反推圆螺母3之间的硬质平垫片4。

实施例三

如图1和图2所示的一种密封垫片应力松弛测试装置，由底部支撑组件，及与底部支撑组件相配合使用压力加载组件组成；所述底部支撑组件，包括机架16，及分别通过若干个第一螺栓17安装在机架16上的一组支座侧板15，及分别通过若干个第二螺栓13安装在一组支座侧板15一端的支座面板上14，及设置在支座面板上14内的中心主螺栓通孔18，及设置在支座面板上14上的盖板21，及设置在盖板21内的盖板通孔22；所述压力加载组件，包括两端分别突出中心主螺栓通孔18、盖板通孔22的中心主螺栓1，及设置在中心主螺栓1一端且与支座面板上14相配合使用的上固定螺母11、下固定螺母12，及设置在中心主螺栓1上且位于支座面板上14、盖板21内的上法兰6、下法兰9，其中，上法兰6的一端突出盖板通孔22，及设置在上法兰6一端的载荷传感器5，及设置在上法兰6一端且位于载荷传感器5上方的压紧力反推圆螺母3，及设置在压紧力反推圆螺母3内的顶推螺母2；待测试的被测垫片试样8通过中心主螺栓1放置在上法兰6、下法兰9之间，及设置在载荷传感器5、压紧力反推圆螺母3之间的硬质平垫片4，及设置在上法兰6一端外壁且与盖板通孔22相配合使用的限位凸圈19。

实施例四

如图1和图2所示的一种密封垫片应力松弛测试装置，由底部支撑组件，及与底部支撑组件相配合使用压力加载组件组成；所述底部支撑组件，包括机架16，及分别通过若干个第一螺栓17安装在机架16上的一组支座侧板15，及分别通过若干个第二螺栓13安装在一组支座侧板15一端的支座面板上14，及设置在支座面板上14内的中心主螺栓通孔18，及设置在支座面板上14上的盖板21，及设置在盖板21内的盖板通孔22；所述压力加载组件，包括两端分别突出中心主螺栓通孔18、盖板通孔22的中心主螺栓1，及设置在中心主螺栓1一端且与支座面板上14相配合使用的上固定螺母11、下固定螺母12，及设置在中心主螺栓1上且位于支座面板上14、盖板21内的上法兰6、下法兰9，其中，上法兰6的一端突出盖板通孔22，及设置在上法兰6一端的载荷传感器5，及设置在上法兰6一端且位于载荷传感器5上方的压紧力反推圆螺母3，及设置在压紧力反推圆螺母3内的顶推螺母2；待测试的被测垫片试样8通过中心主螺栓1放置在上法兰6、下法兰9之间，及设置在载荷传感器5、压紧力反推圆螺母3之间的硬质平垫片4，及设置在上法兰6一端外壁且与盖板通孔22相配合使用的限位凸圈19，及设置在下法兰9内的热电偶安装槽23，及通过热电偶安装槽23安装在下法兰9内用于对被测垫片试样8进行加热的热电偶10，及设置在支座面板上14内用于对上固定螺母11进行限位的隔热垫板19，与下法兰9进行支撑限位的加热炉7。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的密封垫片应力松弛测试装置，所述上法兰6设置为阶梯型结构，下法兰9设置为阶梯型结构；及所述上法兰6设置三级阶梯型结构，下法兰9设置为二级阶梯型结构，其中，上法兰6的最大端直径尺寸小于下法兰9的最大端直径尺寸。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的密封垫片应力松弛测试装置，测试作业时垫片测试载荷通过拧紧顶推螺母2压紧硬质垫片4，压紧力反推圆螺母3拉紧中心主螺栓1产生预紧力，同时硬质垫片4将载荷传递给载荷传感器5和上法兰6，上法兰6和下法兰9共同压紧被测垫片8，实现载荷的施加。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的密封垫片应力松弛测试装置，引入顶推螺母组件对被测垫片进行加载，使得垫片载荷最大可达到5000kN，并可根据螺栓规格尺寸而变化，克服了原装置用加力杆拧紧圆螺母十分费力且试验垫片尺寸只能用小尺寸（公称直径DN32）的限制，同时将原装置中的定距块替换成尺寸定制的载荷传感器，提高了载荷的测试精度。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的密封垫片应力松弛测试装置，在对被测垫片试样8进行应力松弛性能测试时，先将测试装置各部分依次安装于中心主螺栓1上，手动拧紧，再根据GB12621中规定的垫片载荷计算的到紧固扭矩范围，使用定扭矩扳手对顶推螺栓2进行紧固，在紧固过程中，观察载荷传感器5的读数，直至达到预设的垫片应力水平，最后完成垫片应力的加载后，打开加热炉7和热电偶10，调节温度以满足被测垫片要求，一定时间后，记录载荷传感器5示值，计算垫片应力松弛率即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。