CN215894320U - 一种非金属复合管材全尺寸气体渗透检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非金属复合管材全尺寸气体渗透检测装置，包括：一个金属压力釜，用于放置测试试样组件，金属压力釜与测试试样组件之间设置有密闭的环形空间；一个气源，气源与非金属管材入口连通，用于给测试试样组件提供气体；一个计量增压系统，设置在气源与测试试样组件之间，用于调节气源输出的气体压力；一个气体检测系统，设置在金属压力釜上，用于检测金属压力釜与测试试样组件之间环形空间的气体。本发明通过对非金属管内部和管与外腔体环空位置进行充气，并在长期保压情况下，完成测试试样渗漏检测，记录长期保压情况下环空区域气体渗透量，满足各类输气管道模拟工况条件下的检测。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及一种非金属管材的气体渗漏检测设备，特别是全尺寸非金非金属复合管材的气体渗漏检测装置。
背景技术
天然气和氢气作为清洁能源已被广泛的应用，尤其氢能源的使用发展越来越快，非金属管材由于其铺设成本较低、易于维护、抗腐蚀等特点。国外已经开始在输气领域进行研究，并进行铺设使用。随塑料管道或复合管道在气体输送领域研究应用，气体和塑料管道渗透率是管材设计开发首要关注的问题。
非金属材料渗透的设备主要通过将试样制成薄膜，通过压差法进行检测，无法建立与管道实际运行之间较为准确的关系，无法表征管道实际服役条件下的性能。目前没有贴近使用现场的相关整管渗透装备和方法，因此亟需开发一种装置用于模拟工况条件下管道渗透的检测和表征。
实用新型内容
本专利的目的，为解决非金属整管实物的渗透问题，开发的一种非金属管材的气体渗漏检测装置。可通过对整管实物进行管道设计压力和输送气体条件下的渗漏检测，并通过长期检测进行定量评价，绘制出渗透量与时间的曲线。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供了一种非金属管材的气体渗漏检测装置，所述的非金属管一端连接气体回收装置，一端与气体管道相连，置于耐高压压力容器中进行密封，压力容器与管道环空中注入惰性气体，并在管道周围布置气体传感器。适用于非金属管材的气体渗漏检测装置包括：
一种非金属管材全尺寸气体渗漏检测装置，包括：
一个金属压力釜，用于放置测试试样组件，金属压力釜与测试试样组件之间设置有密闭的环形空间；
一个气源，气源与非金属管材入口连通，用于给测试试样组件提供气体；
一个计量增压系统，设置在气源与测试试样组件之间，用于调节气源输出的气体压力；
一个气体检测系统，设置在金属压力釜上，用于检测金属压力釜与测试试样组件之间环形空间的气体。
所述气体渗漏检测装置还包括控制系统、压力显示装置、气体检测器、气体回收或处理装置；所述控制系统连接在气体渗漏检测装置上；所述压力显示装置设置在金属压力釜上；所述气体回收或处理装置与非金属管材出口连通，气体检测器设置在非金属管材出口端。
所述环形空间的气体为惰性气体。
所述气源给测试试样组件提供气体为C1-C4烃类化合物、H2、CO2、N2单一气体或混合气体。
所述控制系统用于整个试验系统的控制系统，通过软件实现≤0.5Mpa气压调节、ppm级渗漏量监测的控制。
所述气源的气体由单个气瓶或多个气瓶提供，气瓶可实现单通路供气，每个通路安装计量装置、单向阀和压力调节器，通过远程控制实现气体增加。
所述金属压力釜是金属耐高压压力容器，能承受H2作用下得氢脆和CO2作用下得的长期腐蚀和高压条件，承受压力≥100Mpa，且两端具有高密封组件，保证环形空间处于完全密封状态。
所述气体检测系统实现微量气体的定量检测ppm级，通过在环空内均匀布置4或8个气体传感器，进行不同位置气体渗透量的检测。
所述测试试样组件由被测非金属管材和管端密封组件组成，管材外径范围为Ф17-200mm，壁厚≥3mm，管外壁使用多层密封组件与金属压力容器相连。
所述气体回收或处理装置，根据不同气体重量进行气体分离，并收集。
控制系统：所述控制系统用于整个试验系统的气路、电器、检测、压力等的控制。
气源：所述气源提供试验用C1-C4烃类化合物、H2、CO2、N2单一气体或混合气体。
气体检测系统：所述气体检测系统实现微量气体的定量检测，ppm级。
金属压力釜：所述金属压力釜为耐高压压力容器，两端具有高密封组件，能承受试验气体的长期腐蚀和高压条件。
压力显示装置：所述压力显示装置用于测定压力釜环空压力值和试验管压力。
测试试样组件:所述测试试样组件由被测非金属管材和管端密封组件组成。
气体回收或处理装置：所述气体回收或处理装置用于处理试验过程中和试验结束后的气体。
可选的，所述的非金属复合管材全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于适用管径Ф17-200mm，壁厚≥3mm，长度1200-1500mm。
可选的，所述的控制系统可远程对气路系统的控制，其特征在于可进行加压控制、泄压控制、流量监控、气体定量检测控制。
可选的，所述的气路系统由气瓶和辅助设备组成，其特征在于各气瓶中C1-C4烃类化合物、H2、CO2、N2单一气体或混合气体可实现定量、加压和比例混合，当压力下降1％时可按比例自动补压。
可选的，所述的金属压力容器，其特征在于结构为圆柱形，两端有210-250的圆孔和密封组件安装的螺孔。柱面上有用于气体定量检测传感器、压力检测器、气路注入连接孔和气体搅拌器的密封安装结构。
可选的，所述的气体检测系统进行微量气体的定量检测，其特征在于，精度等级1ppm，传感器固定在压力容器内部且可调节，数量4或8个，按四象限各布1-2个，进行不同位置气体渗透量的检测。
本实用新型通过对非金属管内部和管与外腔体环空位置进行充气，并在长期保压情况下，完成测试试样渗漏检测，记录长期保压情况下环空区域气体渗透量，满足各类输气管道模拟工况条件下的检测。
附图说明
图1为本实用新型的适用于一种非金属复合管材全尺寸气体渗透检测装置的示意图。
其中1.控制系统，2.气源，3.计量增压系统，4气体检测系统，5.金属压力釜，6.压力显示装置，7.测试试样组件，8.气体检测器，9.气体回收或处理装置。
具体实施方式
为详细说明本实用新型所实现的目的，结合附图对本实用新型做进一步说明。
以下具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
以下各个实施例仅是为了举例说明。具体实施例进行单个和组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
请参照图1，为本实用新型的提供了一种非金属复合管材全尺寸气体渗透检测装置，所述原理是：非金属材料分子之间存在间隙，小分子气体在压力作用下会加速扩散，将非金属管或复合管短节穿过中空的压力容器中，并密封，对管材内部进行气体加压，同时保持压力，在环空位置测量气体渗漏量，绘制时间和渗漏量的关系曲线。
请参照图1，控制系统1，所述装置中，计量增压系统3，气体检测系统4，气体检测器8压力监测系统和回收或处理系统9，集合到控制系统1中，进行单向参数的控制。
请参照图1，试验时，所述测试试样组件7安装到金属压力釜5中，管材一端连接气源2、一端连接回收或处理装置4，连接并调节气体检测系统4中传感器，均匀分布在管四周，连接气路2与金属压力釜5，金属压力釜5和气体回收或处理装置9。
请参照图1，所述装置全部连接后，使用惰性气体增压，通在气体回收或处理装置9回收管路中体检测器8气体测定中02含量少于1ppm，并保压1-4小时。
请参照图1，测试时，所述非金属管通过气源2和计量增压系统3排气、加压和保压，控制系统1记录。
上述实施例仅说明本实用新型的原理示例，还可以有其他实现方式，而非用于限制本实用新型。凡对上述实施例进行等同和等效转换和改变，均在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种非金属复合管材全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于，包括：
一个金属压力釜，用于放置测试试样组件，金属压力釜与测试试样组件之间设置有密闭的环形空间；
一个气源，气源与非金属管材入口连通，用于给测试试样组件提供气体；
一个计量增压系统，设置在气源与测试试样组件之间，用于调节气源输出的气体压力；
一个气体检测系统，设置在金属压力釜上，用于检测金属压力釜与测试试样组件之间环形空间的气体。
2.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述气体渗透检测装置还包括控制系统、压力显示装置、气体检测器、气体回收或处理装置；所述控制系统连接在气体渗透检测装置上；所述压力显示装置设置在金属压力釜上；所述气体回收或处理装置与非金属管材出口连通，气体检测器设置在非金属管材出口端。
3.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述环形空间的气体为惰性气体。
4.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述气源给测试试样组件提供气体为C1-C4烃类化合物、H2、CO2、N2单一气体或混合气体。
5.如权利要求2所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述控制系统用于整个试验系统的控制系统，通过软件实现≤0.5Mpa气压调节、ppm级渗漏量监测的控制。
6.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述气源的气体由单个气瓶或多个气瓶提供，气瓶可实现单通路供气，每个通路安装计量装置、单向阀和压力调节器，通过远程控制实现气体增加。
7.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述金属压力釜是金属耐高压压力容器，能承受H2作用下得氢脆和CO2作用下得的长期腐蚀和高压条件，承受压力≥100Mpa，且两端具有高密封组件，保证环形空间处于完全密封状态。
8.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：
所述气体检测系统实现微量气体的定量检测ppm级，通过在环空内均匀布置4或8个气体传感器，进行不同位置气体渗透量的检测。
9.如权利要求1所述全尺寸气体渗透检测装置，其特征在于：所述测试试样组件由被测非金属管材和管端密封组件组成，管材外径范围为Ф17-200mm，壁厚≥3mm，管外壁使用多层密封组件与金属压力容器相连。
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| CN114813452A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-07-29 | 浙江大学 | 一种非金属管材氢气渗透率测试装置及方法 |
| US11703439B1 (en) | 2022-06-29 | 2023-07-18 | Zhejiang University | Testing hydrogen permeability of non-metallic pipes |
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| WO2024001116A1 (zh) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 浙江大学 | 非金属管材氢气渗透率测试的装置及方法 |
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