一種防腐型超高壓在線掛片取掛裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對運(yùn)行中的高壓容器與管輸系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行在線不停產(chǎn)掛片取掛裝置，特別涉及一種防腐型超高壓在線掛片取掛裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上有多種管線在線不停產(chǎn)掛片取掛器或裝置，由于其結(jié)構(gòu)與密封的缺陷，使用過程存在下述問題:
[0003]—是掛片取掛器或裝置的配件連接處均采取的是O型密封圈，O型密封圈的密封壓力一般低于20MPa，不能適應(yīng)高壓或超高壓條件下的氣液高壓容器與氣液管輸系統(tǒng)的在線不停產(chǎn)腐蝕性測試，而且O型密封圈在使用的過程容易出現(xiàn)密封失效，導(dǎo)致現(xiàn)場安裝的掛片取掛器或裝置失效不能正常使用，需要停產(chǎn)在它處重新焊接安裝掛片取掛器或裝置的現(xiàn)象發(fā)生；二是掛片取掛器或裝置上安裝的球閥使用一段時(shí)間后，由于腐蝕與結(jié)垢等導(dǎo)致球閥不能正常開啟與密封，無法更換球閥，致使現(xiàn)場安裝的掛片取掛器或裝置失效不能正常使用，需要停產(chǎn)更換球閥;三是掛片取掛器或裝置均是焊接在金屬管線與高壓容器上的，一定時(shí)間后會出現(xiàn)掛片取掛器或裝置腐蝕穿孔、焊縫腐蝕穿孔、介質(zhì)泄漏現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致生產(chǎn)停產(chǎn)、介質(zhì)漏失損失與嚴(yán)重的環(huán)境污染，對于可燃易爆介質(zhì)甚至出現(xiàn)安全事故，需要停產(chǎn)在它處重新焊接安裝掛片取掛器或裝置；四是掛片取掛器或裝置中的掛片器在使用一定時(shí)間后由于腐蝕與結(jié)垢，以及存在的高壓差，在取片的過程出現(xiàn)掛片頭扭力過大無法取出的現(xiàn)象，導(dǎo)致掛片取掛器或裝置失效，需要停產(chǎn)在它處重新焊接安裝掛片取掛器或裝置;停產(chǎn)在它處重新焊接安裝掛片取掛器或裝置會導(dǎo)致對生產(chǎn)的影響，導(dǎo)致腐蝕測試數(shù)據(jù)的丟失，更重要的是導(dǎo)致部分腐蝕測試點(diǎn)因空間問題無法二次安裝掛片器而不能進(jìn)行腐蝕測試問題的出現(xiàn)；
[0004]五是成本高:表現(xiàn)在每一套裝置都需要高壓球閥增加投資;實(shí)施過程漏失、閥門失效、操作失效均需要重新安裝增加投資的同時(shí)導(dǎo)致停產(chǎn);漏失還會導(dǎo)致環(huán)境污染與安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種防腐型超高壓在線掛片取掛裝置及其使用方法，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的成本高、耐壓低、易泄漏、焊縫腐蝕、掛片器或裝置腐蝕、扭力過大不能開啟、閥門開啟密封失效不能更換、數(shù)據(jù)丟失、腐蝕測試點(diǎn)報(bào)廢系統(tǒng)腐蝕性無法測試等問題，實(shí)現(xiàn)對高壓或超高壓系統(tǒng)中介質(zhì)腐蝕性的在線不停產(chǎn)測試，為腐蝕評價(jià)與腐蝕控制技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種防腐型超高壓在線掛片取掛裝置，包括一個(gè)掛片器I，掛片器I的一端焊接在管線或容器上，掛片器I的另一端與取掛器2連接；
[0008]所述的掛片器I包括焊接短節(jié)Ia，焊接短節(jié)Ia內(nèi)安裝一個(gè)掛片密封桿Ib;
[0009]所述的取掛器2包括密封腔2a，密封腔2a內(nèi)的上孔設(shè)計(jì)安裝移動密封桿2b，密封腔2a內(nèi)的上孔與移動密封桿2b周圍設(shè)計(jì)安裝了桿用超高壓組合密封2c，移動密封桿2b在密封腔2a外的一端安裝有加力桿2d，移動密封桿2b在密封腔2a中的端部連接取掛頭2e，密封腔2a的下部與上連接器2f連接，上連接器2f與高壓球閥2g連接，高壓球閥2g與下連接器2h連接;在上連接器2f的連接管7a上安裝了放空閥2i。
[00?0]所述的焊接短節(jié)Ia包括本體3a，本體3a的孔上部設(shè)計(jì)了與上密封短節(jié)4a連接的螺紋3b，本體3a的上部外側(cè)設(shè)計(jì)了與上連接器2f連接的螺紋3c，本體3a的中間設(shè)計(jì)了可植入掛片密封桿Ib的插孔3d。
[0011]所述的掛片密封桿Ib包括上密封短節(jié)4a，上密封短節(jié)4a的下端與下密封短節(jié)4b上間孔中安裝了一個(gè)泄壓密封桿4c，在防腐短接4d與泄壓密封桿4C之間的內(nèi)孔安裝了一個(gè)彈黃4e。
[0012]所述的密封腔2a包括腔體5a，腔體5a的上部內(nèi)設(shè)計(jì)安裝了壓緊螺帽5b，腔體5a的壓緊螺帽5b下設(shè)計(jì)了擋板5c，腔體5a的下部外側(cè)設(shè)計(jì)了與上連接器2f連接的螺紋5d。
[0013]所述的移動密封桿2b包括移動桿體6a，移動桿體6a設(shè)計(jì)的直徑所承受的力不大于50kg，移動桿體6a的下部設(shè)計(jì)焊接了加粗連接頭6b，移動桿體6a的上部設(shè)計(jì)了加力桿卡口6c，加粗連接頭6b中間設(shè)計(jì)了螺紋銷口 6d，加粗連接頭6b的下部設(shè)計(jì)了一個(gè)擠壓開上密封短節(jié)銷8 e的擠球頭6 e。
[0014]所述的上連接器2f包括連接管7a，連接管7a的一端設(shè)計(jì)了檔板7b，檔板7b上設(shè)計(jì)了端部軸向靜密封7c，連接管7a的檔板7b上先安裝好由壬A7d，然后將連接管7a的另一端與法蘭7e焊接，法蘭7e上設(shè)計(jì)了 4個(gè)與高壓球閥2g匹配的螺桿孔7f;連接管上設(shè)計(jì)一個(gè)焊接放空閥的放空孔7g。
[0015]所述的高壓球閥2g包括閥體8a，閥體8a中設(shè)計(jì)空心球體8b，閥體8a中設(shè)計(jì)開啟桿8c與空心球體8b連接，閥體8a上的2個(gè)端面分別設(shè)計(jì)了4個(gè)與上連接器2f、下連接器2h連接的螺紋口 8d。
[0016]所述的下連接器2h包括連接管9a，連接管9a的一端設(shè)計(jì)了檔板9b，檔板9b上設(shè)計(jì)了端部軸向的靜密封9c，連接管9a的檔板9b上先安裝好由壬B9d，然后將連接管9a的另一端與法蘭9e焊接，法蘭9e上設(shè)計(jì)了 4個(gè)與高壓球閥2g匹配的螺桿孔9f。
[0017]所述的取掛頭2e包括取掛頭取部件2d-l與取掛頭掛部件2d-2;所述的取掛頭取部件2d-l包括本體1a，本體1a上設(shè)計(jì)了移動密封桿插口 1b、泄壓密封桿插口 1c，泄壓密封桿卡銷1d，上密封短節(jié)卡銷1e、本體1a外下部設(shè)計(jì)了反向梯形螺紋1f，本體1a內(nèi)設(shè)計(jì)了泄壓孔10g，本體1a外上部設(shè)計(jì)了移動密封桿銷槽10h，本體1a內(nèi)上部設(shè)計(jì)了擠球桿插口 1k;
[0018]所述的取掛頭掛部件2d-2包括本體IIa，本體I Ia的上部內(nèi)設(shè)計(jì)了移動密封桿插口11b，本體Ila的上部對稱設(shè)計(jì)了插銷口 11c，本體Ila的下部內(nèi)設(shè)計(jì)了泄壓密封桿插口 lld，本體I Ia的下部外設(shè)計(jì)了與掛片密封桿Ib中上密封短節(jié)4a連接的正向梯形螺紋11 e。
[O 019 ]所述的上密封短節(jié)4 a包括短節(jié)本體12 a，短節(jié)本體12 a的上部外設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)螺紋12b，短節(jié)本體12a的上部中間設(shè)計(jì)了與取掛頭取部件2d-l對應(yīng)槽口 12h，還設(shè)計(jì)了與取掛頭取部件2d-l對應(yīng)的上密封短節(jié)卡銷8e對應(yīng)的卡銷口 12f，短節(jié)本體12a的內(nèi)孔從上到下依次設(shè)計(jì)反向梯形螺紋12c、正向梯形螺紋12d以及與下密封短節(jié)4b連接的標(biāo)準(zhǔn)螺紋12e，短節(jié)本體12a的下部對稱設(shè)計(jì)固定下密封短節(jié)4b的固定銷口 12g。
[0020]所述的下密封短節(jié)4b包括短節(jié)本體13a，短節(jié)本體13a的上部中間孔設(shè)計(jì)安裝了桿用超高壓組合密封13b，桿用超高壓組合密封13b上部設(shè)計(jì)了壓緊螺帽13c，桿用超高壓組合密封13b下部設(shè)計(jì)了擋板13e，短節(jié)本體13a的中間孔下部設(shè)計(jì)了螺紋13f，短節(jié)本體13a的外上部設(shè)計(jì)了螺紋13g，短節(jié)本體13a的外下部設(shè)計(jì)了擋板13h，短節(jié)本體13a的外中部設(shè)計(jì)安裝了活塞用超高壓組合密封13d。
[0021 ]所述的泄壓密封桿4c包括密封桿體14a，密封桿體14a的上部設(shè)計(jì)了一個(gè)旋轉(zhuǎn)方柱14b，旋轉(zhuǎn)方柱14b下方設(shè)計(jì)了卡槽14c，卡槽14c下方設(shè)計(jì)了密封圈14d，密封桿體14a的下部設(shè)計(jì)了擋板He，擋板14e的下部設(shè)計(jì)了掛片方向桿Hf，密封桿體14a的中間設(shè)計(jì)了一個(gè)泄壓孔Hg。
?0022] 所述的防腐短節(jié)4d包括本體15a，本體15a的上端設(shè)計(jì)了一個(gè)檔頭15b，檔頭15b下安裝了一個(gè)與下密封短節(jié)4b連接的螺帽15c，螺帽15c下澆筑了犧牲陽極15d，犧牲陽極15d的下部設(shè)計(jì)了與腐蝕掛片連接的螺紋桿15e，本體15a的上部中間設(shè)計(jì)了插槽15f。
[0023]所述的各部件需要滿足的規(guī)格條件如下:
[0024]1、移動密封桿2b的制作規(guī)格條件
[0025]1.1移動密封桿2b中6a的直徑6R1的設(shè)計(jì)
[0026]移動密封桿2b所承受的壓力F1與移動密封桿2b的桿直徑6R1、密封腔中的壓力關(guān)系式而=3.14父(eRlpXPi + L已知FAPJlJ計(jì)算出6R1。
[0027]1.2、移動密封桿2b中其它參數(shù)的設(shè)計(jì)
[0028]其中6b 的直徑 6R2 = 8R5 —N1(N1 2 0.2111111);6(1的內(nèi)徑61?3 2 6111111，滿足拉力需要；66的直徑61?4 = 81?4 — 吧(0.1111111 < N2 < 0.5mm); 6c的寬度6H1 = 6R1 — N3(N3 > 6R1/3，滿足螺桿固定需要)；6c的高度6H2 > 15mm,滿足銷子固定要求；6a的長度6H3 = 5H2+5H3+5H4+5H6+5H7+5H8+7H11+2 X 7H10+N4(N4 > 50mm，滿足操作要求)；6b的長度6H4 > 15mm,滿足6R4銷子孔要求;6e的圓柱體長度6H5 = 8H4+8R10+N5(0.1mm < N5 < 2mm，滿足誤差要求)；6e的圓錐體長度6H6 = 8H3o
[0029]2、泄壓密封桿4c的制作規(guī)格條件
[0030 ] 2.1、泄壓密封桿4c中14a的直徑12R1的設(shè)計(jì)
[0031]12R1的直徑理論上越小越好，但受強(qiáng)度與加工限制。12R1 > 6mm(由桿用超高壓組合密封I Ib的桿徑df8的最小值結(jié)合強(qiáng)度與加工參數(shù)要求確定)。
[0032]2.2、泄壓密封桿4c中中其它參數(shù)的設(shè)計(jì)
[0033]14g的垂直孔內(nèi)徑12R2Mmm，滿足放壓要求；14g的側(cè)孔內(nèi)徑12R3 = 12R2;擋板14e的直徑121?4=121?1+郵(啪2 4111111，滿足抗壓要求)；14€的寬度12!11 = 13!17 — 0.5111111;14抒勺長度12H2 = 11H3 — 12H3;14e的厚度12H3 2 3mm，滿足抗壓要求；14g的側(cè)孔到14e的距離12H4 =llH4+llH5;14g 的側(cè)孔到 14d 的距離 12H5 = 11H9+11H10+11H11 + 11H4+11H5+12R3+12H6+N7(N7 > 2mm，確保2d完全下移至Ilb之下能夠泄壓)；14d的寬度12H6 > 1mm，滿足密封壓力要求；14d到14c的距離12H7 2 2mm，滿足強(qiáng)度要求；14c的寬度12H8 = 8R7+N8(N8 2 0mm，滿足插入誤差要求；14c到14b的距離12H9 > 2mm，滿足強(qiáng)度要求即可；14b的高度12H10 > 5mm，滿足強(qiáng)度要求即可；14b的寬度12Hll = 12Rl/2;14d到14a頂部的距離12H12 = 12H6+12H7+12H8+12H9+12H10。
[0034]3、下密封短節(jié)4b的制作規(guī)格條件
[0035]設(shè)計(jì)原則:下密封短節(jié)4b的的大小特別是外徑大小，決定防腐型超高壓在線掛片取掛裝置的大小，因此、在滿足應(yīng)用要求的前提下，盡量選擇最小適宜的外徑。其中13h的直徑11Rl = 11d的缸徑DH9 (根據(jù)11R2的大小，選擇適應(yīng)尺寸的活塞用超高壓組合密封11d的缸徑DH9); 13a的直徑 11R2 = 11R7+N10(N10 2 2_，滿足抗壓要求)；13f的內(nèi)徑 11R3 = 13R5; 13e的孔徑11R4 = 12R1; 13b的外徑11R5 = 11b的DH9 (根據(jù)11R4的大小，選擇適應(yīng)尺寸的桿用超高壓組合密封I Ib的缸徑DH9) ； 13c的螺紋直徑11R6 = 11R5+N11 (NI I 2 4mm，滿足加工需要與耐壓需要即可；13g的直徑11R7 = 11R6+N12(N12 2 6mm，滿足抗壓要求)；13c的擰緊頭直徑llR8=llR6+N13(N13 2 0mm，滿足抗壓要求)；13h 的厚度 11H1 = 11H2+11H3+11H4—llH8;13f的高度11H2 2 15mm，滿足抗壓要求；13f到擋板13e的距離11H3 = 13H5+12H3+12H5-11H9-11H10-11H11+N14(N14 2 15mm，滿足彈簧壓縮余量要求；13e的厚度llH4 2 3mm，滿足抗壓要求;13b的高度llH5 = llb的溝槽寬度L+(L2+llb的軸套寬度K(K = L+Q'2;13(^UI紋長度11H6 210mm，滿足抗壓要求；13g的長度llH7=llH5+llH6;13d的長度11H8 = 2X〔lid的溝槽寬度L+().2+軸套寬度K(K = L+().2)〕.13c的壓緊頭長度11H9 > 2_，滿足壓縮誤差要求；13c的螺紋長度11!110 = 11!16+附5(附5 2 2111111，滿足擰緊誤差要求；13(3的擰緊頭厚度11!1112 5111111，滿足擰緊要求。
[0036]4、上密封短節(jié)4a的制作規(guī)格條件
[0037]其中12a的下端直徑1Rl = 11RI; 12e的下口直徑10R2 = 11R2; 12e的螺紋直徑10R3= llR7;12d的螺紋直徑10R4 = 10R3+N16(N16 2 4mm，滿足連接要求；12c的螺紋直徑10R5 =10R4+N17(N17 2 4mm，滿足連接要求；12h的內(nèi)徑10R6 = 8R6+N18(N18 2 1mm，滿足插入誤差要求)；1213的螺紋直徑101?7 = 101?6+附9019 > 4mm，滿足強(qiáng)度要求)；12g的內(nèi)徑10R8 > 4mm，滿足插銷強(qiáng)度的需要；12f的直徑10R9 = 8R8; 12e下口的高度1Hl 2 2mm，滿足密封組合的壓縮要求；12a下端圓柱高度10H2=11H7 — 10H3;12b下端斜坡垂直高度10H3 2 1mm，滿足加工斜度的要求；12d的螺紋長度10H4 2 15mm，滿足操作要求；12(:的螺紋長度10H5 2 25mm，滿足操作要求；12f到12b的距離10H6 2 3mm，滿足拉力要求；12f到12h的頂部距離10H7 = 10H6;12b的螺紋高度10H8 = 10H4+10H5 — N20(10 < N20 < 250mm，滿足強(qiáng)度要求)；12a除12h外的剩余長度 10H9 = 10H1+10H2+10H3+10H8。
[0038]5、防腐短節(jié)4d的制作規(guī)格條件
[0039]其中15d的直徑13R1 = 11R1 — N21(N21 > 1mm，滿足插入要求)；15e的直徑13R2 =N22(4mm < N22 < 10mm，滿足連接要求)；15a的直徑 13R3= 13H7+N23(N23 > 2mm，滿足強(qiáng)度要求)；15b的直徑13R4= 11R3—N24(N24 2 1mm，滿足插入誤差要求)；15c的直徑13R5= 11R3;15e的長度13H1 > 5mm，滿足連接要求；15d的長度13H2 > 50mm，滿足腐蝕控制要求)；15d與15c之間的距離13H3 2 2mm，滿足空隙要求)；15c的長度13H4=llH2;15b的高度13H5 2 2mm，滿足承重要求；15f的長度 13H6 = 12H5 —(11H9+11H10+11H11)+N25(N25 2 2mm，滿足誤差要求)；15f的寬度13H7 2 2mm，滿足旋轉(zhuǎn)力矩強(qiáng)度要求)；15c以下15a的剩余長度13H8= 13H1+13H2+13H3。
[0040]6、焊接短節(jié)Ia的制作規(guī)格條件
[0041 ] 其中3c的直徑3R1 = 7R3 ； 3b的直徑3R2= 10R7 ； 3d的直徑3R3 = I Id的DH9 ； 3d的長度3H1 = 13H8+10H1+10H2+11H1+11H8 ；