一种具有泄漏监测功能的外压型膨胀节的制作方法

1.本发明涉及膨胀节技术领域，具体说的是一种具有泄漏监测功能的外压型膨胀节。


背景技术：

2.据统计：腐蚀是引起波纹管膨胀节失效破坏的主要原因，约占总失效类型的80%左右。由于处于高温、高压、腐蚀性环境中的膨胀节大多采用铁镍基合金和高镍合金材质，基本以点蚀、应力腐蚀、高温氧化等腐蚀破坏为主，而腐蚀裂纹萌生位置集中在易积液的波峰处，具有突发性，危害较大。
3.目前，在石油化工、煤化工领域所应用的膨胀节普遍为内压型式，通过采用“单层承压，双层设计”理念，并在波纹管层间设置负压压力表和预抽真空，依据实际运行中压力表示数的变化可指示波纹管内、外层管坯的泄漏情况。而在城镇集中供热领域，由于供热管网多位于土壤中，膨胀节普遍为外压型式。在实际运行过程中，外压型膨胀节的波纹管极易受到外部腐蚀积液诱发的腐蚀破坏，给供热管网的安全运行增加了一定的不确定性。
4.埋地供热管网的泄漏监测系统早些年已在欧洲得到广泛应用，近年来，我国随着cj/t254-2016《城镇供热直埋热水管道泄漏监测系统技术规程》的颁布，阻抗或电阻式泄漏监测技术、分布式光纤泄漏监测技术和温度胶囊监测技术、负压波泄漏监测技术，均在相应的热力工程中得到应用或测试，且显示测量结果具有一定的可靠性。但以上技术均是基于管道已经发生损害，内部介质已进入管道周围环境而展开，并不适用于膨胀节的腐蚀泄漏监测。
[0005]“用于外压膨胀节泄露的定量检测装置”（专利号：cn 106287237 a）提供了一种采用液体感应器和不同高度积液槽，判断外压型膨胀节是否泄漏的方法。“一种全封闭可在线检测的旁通外压平衡型膨胀节”（专利号：cn 208169794 u）提供了一种可对旁通外压平衡型膨胀节工作波纹管和平衡波纹管泄漏监测的结构和方法。“一种双层金属膨胀节在线泄漏监测装置及方法”（专利号：cn 110345330 a）提供了一种双层金属膨胀节在线泄漏监测装置及方法，可实现对双层金属膨胀节任意单独一层破损的在线监测。“一种基于分布式光纤温度传感系统的供热管道膨胀节的状态监测装置及其方法”（专利号：cn 108896203 a）提供了一种基于分布式光纤温度传感系统的供热管道膨胀节状态监测装置及其方法。现有公开技术或产品均未涉及泄漏的提前预警功能。


技术实现要素：

[0006]
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有泄漏监测功能的外压型膨胀节，可间接测算波纹管腐蚀速率，避免突发失效事故给使用单位造成经济损失，提升波纹管的长周期运行可靠性和功能价值，并及时指导使用单位根据腐蚀反馈结果，积极采取相应的解决措施，保障系统管网的长周期安全运行。
[0007]
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具有泄漏监测功能的外压型膨
胀节，包括外压型膨胀节和泄漏监测装置，泄漏监测装置设置在外压型膨胀节波纹管最内层管坯的最低处，泄漏监测装置包括外侧泄漏检测组件和中部检测组件，外侧泄漏检测组件由贴附在外压型膨胀节波纹管最内层管坯内壁上的液体检测器一和设置在外压型膨胀节外部的传感器一组成，液体检测器一通过信号线与传感器一连接，中部检测组件由液体检测器二和设置在外压型膨胀节外部的传感器二组成，液体检测器二设置在外压型膨胀节波纹管的最内层与次内层管坯之间，液体检测器二通过信号线与传感器二连接。
[0008]
液体检测器一为监测线，传感器一为电阻传感器，监测线与波纹管最内层管坯的内壁波峰接触处的表面加工小孔。
[0009]
液体检测器二为牺牲阳极片，牺牲阳极片与波纹管的最内层、次内层管坯绝缘，传感器二为电流传感器。
[0010]
液体检测器一由吸水材料固定。
[0011]
牺牲阳极片覆盖范围为膨胀节底部60
°
范围内。
[0012]
本发明有益效果是：本发明的具有腐蚀监测功能的外压型膨胀节，可应用于埋地、管沟、管廊等形式敷设的供热管网及其他类似应用场合，特别适合外部积液存在一定腐蚀性，积聚在波纹管波峰易于导致管坯泄漏的场合，能有效地提升膨胀节本身服役安全性和可靠性，并在产品性能出现明显变化时，在泄漏之前向使用单位发出预警，避免突发事故造成紧急停车。
附图说明
[0013]
图1为本发明的泄漏监测装置的结构示意图；图2为本发明的结构示意图；图3为本发明的出口端环和端接管的结构示意图。
[0014]
图中：1、限位环，2、波纹管，3、监测线，4、吸水材料，5、牺牲阳极片，6、端接管，7、连通管，8、信号线，9、数采控制器，10、进口端管，11、导流筒，12、外管，13、出口管， 6-1、连通管穿出孔，6-2、阳极片连通孔，6-3、引出线连通孔。
具体实施方式
[0015]
如图1、如2所示，一种具有泄漏监测功能的外压型膨胀节，包括外压型膨胀节和泄漏监测装置，外压型膨胀节包括进口端管10、导流筒11、波纹管2、外管12、出口管13、出口端环14、端接管6和限位环1。
[0016]
泄漏监测装置设置在外压型膨胀节波纹管最内层管坯的最低处，泄漏监测装置包括外侧泄漏检测组件和中部检测组件；本泄漏监测装置同样适用于两组、三组波纹管串接的情况。
[0017]
外侧泄漏检测组件由贴附在外压型膨胀节波纹管最内层内壁上的液体检测器一和设置在外压型膨胀节外部的传感器一组成，外侧泄漏检测组件实现对波纹管波峰位置是否有腐蚀积液的预警判断。液体检测器一通过信号线与传感器一连接，在波纹管底部的非介质接触侧布置液体检测器一，液体检测器一为监测线3，传感器一为电阻传感器，监测线3与波纹管最内层管坯的内壁波峰接触处的表面加工小孔。当无积液时，监测线3与膨胀节的金属筒体处于绝缘；一旦有积液，监测线与膨胀节的金属筒体间的电阻将会降低；通过数采
控制器对监测线的引出端和外露金属之间施加电源激励，并根据反馈电流的大小，可判断有无积液存在。
[0018]
中部检测组件用于监测波纹管的最内层管坯是否被腐蚀穿透，中部检测组件由液体检测器二和设置在外压型膨胀节外部的传感器二组成，液体检测器二设置在外压型膨胀节波纹管的最内层与次内层管坯之间，液体检测器二通过信号线与传感器二连接。液体检测器二为牺牲阳极片5，牺牲阳极片5与波纹管的最内、次内层管坯绝缘，传感器二为电流传感器。利用内置阳极片5与波纹管2不同金属间存在的电极电位差异，当存在积液导电液体时，将形成电流回路，电位较低的内置阳极片5被腐蚀，也会有腐蚀电流产生。通过监测是否有电流信号反馈，获得第一层管坯是否损坏的信息。
[0019]
通过外侧泄漏检测组件和中部检测组件，从腐蚀积液存在至第一层管坯贯穿的时间差，间接推断出腐蚀积液的腐蚀严重程度。
[0020]
采用具有电阻传感器和电流传感器功能的装置为数采控制器9，能采集电阻信号与电流信号，具有显示与报警功能。接收到电阻、电流信号后，可通过数采控制器9与周边的信号采集系统连接、处理和传输，并将监测到的信号变化情况，及时反馈给用户端，帮助用户及时了解产品的完好状况，并制定最佳的预警处置措施。
[0021]
如图3所示，与波纹管相连的端接管加工有监测线引出孔和预埋件孔，建立了波纹管测监测元件与外部传感器的连接通道；又能满足产品各构件的强度要求和制造要求。为方便信号线的引出，在端接管6上加工有连通管穿出孔6-1、阳极片连通孔6-2、引出线连通孔6-3。监测线3和牺牲阳极片5分别与信号线8相连，并通过设置在出口端环及端接管上引出线连通孔6-3、阳极片连通孔6-2和连通管穿出孔6-1通道，实现与数采控制器9连接。为保护信号线，可将信号线置于固定在出口端环14及端接管6上的连通管7内。
[0022]
液体检测器一由吸水材料4固定，吸水材料4可为聚氨脂泡沫或吸水纤维等。
[0023]
牺牲阳极片覆盖范围为膨胀节底部60
°
范围内，在该范围内能更好的进行监测。
[0024]
以上这种可在线腐蚀监测的结构及方法，能有效地提升外压型膨胀节的服役安全性和可靠性，在产品性能出现明显变化时，及时向使用单位发出预警，避免因突发性的腐蚀破坏造成整个装置管系紧急停车，减小使用单位经济损失。
[0025]
本发明的膨胀节结构及其监测方法功能可靠，结构紧凑，方法可借鉴性强，易于扩展。