一种一体式带凸台的压力传感器制造技术

本实用新型专利技术为一种一体式带凸台的压力传感器，压力传感器与凸台为一体式加工，压力传感器通过凸台固定在需要测量压力的管道上；一体式结构避免了因凸台和压力传感器之间的二次加工而引入新的缺陷；凸台材料为低碳合金钢，通过焊接方式与管道连接，解决了现有不锈钢压力传感器与油气输送管连接性能差，持续高压易泄漏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式带凸台的压力传感器
本技术属于油气输送管道现场检测领域，具体涉及一种一体式带凸台的压力传感器。
技术介绍
为满足日益增长的天然气需求，油气输送管道的压力不断提高。上世纪七八十年代天然气管道最高设计压力为10MPa，九十年代已达14MPa。目前国内外新建天然气管道的设计工作压力都在10MPa以上，有的输气管道压力已达14～15MPa。高压长输管道安全运行的影响因素众多，全尺寸实物爆破试验是研究现代管道工程问题最有效可行的方法。通过对拟建，在建和已建管道进行全尺寸实物爆破试验，可以真实模拟管线的服役行为，从而全面评估天然气管道的止裂韧性及天然气管道爆炸后的冲击波、地震波、热辐射、飞溅物的危害范围及程度。美国、丹麦、英国、意大利、俄罗斯等国家都拥有永久性的或临时性全尺寸实物爆破试验场。俄罗斯、美国、丹麦试验场规模较小，为临时性试验场，仅限于本国基础试验研究。目前试验项目较多、设施较完备的厂家为意大利CSM公司和英国GL公司。我国在2015年10月在新疆哈密建成我国首个管道钢管全尺寸爆破试验场。从2015年至2017年，哈密管道爆破试验场已先后实施多次X80、X90高级钢，高压输气管道的全尺寸爆破试验。高压天然气管道开裂后，由开裂处向两端各传播一个减压波，减压波速度的最大值即裂尖处的减压波速度为声速。在气体介质中，声速较小，减压波传播速度低于裂纹扩展速度，断裂得以持续扩展。减压波的特征对于研究管线止裂具有重要的意义。在全尺寸爆破试验中，减压波曲线通过在模拟全尺寸管线的系列钢管中安装压力传感器测定。在长输管线站场、阀室的压力传感器一般不直接安装在管道内部，而是通过阀门、支管和主管道连接。在全尺寸爆破实验时，通过在压力管道上开孔，直接将压力传感器焊接在主管道表面进行气体减压波的测量。但是全尺寸实验都是模拟最苛刻的管道工况，实验时管道的压力高达14-15MPa，并且经历多次升压、降压的试压过程，因此，在试验前期发生过多次压力表和管道连接处气体泄漏，导致压力无法保持在高位。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有不锈钢压力传感器和油气输送管道连接性能差，持续高压易泄漏的问题。利用一体式带凸台的压力传感器可以成功实现主管道和压力传感器的连接，达到实时测量管道内油气压力的目的。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：一种一体式带凸台的压力传感器，包括一体式的压力传感器及凸台，压力传感器通过凸台固定在管道上。本技术的进一步改进在于：所述凸台选用低碳合金钢，凸台焊接在管道上。所述低碳合金钢的抗拉强度≥625MPa，屈服强度≥555MPa。所述凸台内部设有通孔，通孔下部呈倒漏斗状。所述通孔下部斜面与通孔轴线方向夹角小于等于15°。所述凸台与管道接触部分为凸台的焊接坡口，宽度为1.6±0.8mm。所述凸台与管道之间的间隙≤1.6mm。所述焊接坡口为V型坡口，焊接的钝边厚度为0.5±0.2mm。所述焊接采用钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面的焊接方法焊接一体式凸台压力传感器。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果。本技术为一种一体式带凸台的压力传感器，凸台与压力传感器为一体式加工，压力传感器通过凸台固定在需要测量的管道上，避免因凸台和压力传感器之间的二次加工引入新的缺陷，缩短压力传感器使用寿命。进一步的，凸台材料为低碳合金钢，通过焊接方式与管道连接，避免了传统压力传感器直接焊接在主管道上，焊接工艺对压力传感器造成一定损伤；凸台采用的低碳合金钢与管道用钢X80、X90等管线钢同属低碳合金钢，焊接过程为同种类型钢材焊接，避免了传统技术手段中因不锈钢与管线钢为不同类型钢材造成的焊接缺陷。进一步的，本技术对选用的低碳合金钢提出了抗拉强度与屈服强度的要求，保证凸台材料在长时间高压情况下，该连接部位不会因强度不满足要求，而产生开裂泄漏的现象。进一步的，本技术凸台内部设有通孔，通孔下部呈倒漏斗状，倒漏斗状设计为高压油、气进入压力传感器提供了渐进的过渡，缓和应力集中现象，减少了高压的油或气对压力传感器造成的损伤及对焊接处的损伤。进一步的，本技术凸台与管道接触部分即为凸台的自带坡口，使得焊接该凸台时可以直接利用现有管线支管的焊接工艺规程实现同主管道进行焊接，不需要额外进行焊接工艺评定，减少工艺流程。进一步的，坡口与管线外壁的间隙≤1.6mm，保证压力传感器与管道的良好匹配，降低在焊接处发生开裂现象的几率。进一步的，本技术焊接坡口为V型坡口，可确保焊透，焊接后的焊缝有效厚度满足设计需求，避免应力集中。【附图说明】图1为本技术的整体示意图；其中：1-压力传感器；2-通孔上部；3-凸台；4-通孔下部；5-坡口；6-夹角。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参见图1，本技术涉及一种一体式带凸台的压力传感器，压力传感器1与凸台3通过一体式加工，形成一个下部呈凸台形状，内部有通孔的压力传感器。通孔下部4呈漏斗状，漏斗斜面与通孔轴线方向的夹角6小于等于15°；该凸台3下端与管道相接触的部分即为该凸台自带的坡口5，宽度为1.6±0.8mm，坡口5与管道之间的缝隙≤1.6mm；该凸台3形状设计与主管道的分管道设计相似且自带坡口5，因此可直接利用分管焊接工艺焊接在主管道表面，焊接结束后无需再额外进行焊接工艺评定。凸台3材料为低碳合金钢，该低碳合金钢抗拉强度≥625MPa，屈服强度≥555MPa，使得压力传感器1长时间工作时，凸台3强度性能可满足管道内油、气给予凸台3的压力而不会产生开裂现象。低碳合金钢与主管道使用的X80、X90等管线钢同属碳钢类，焊接过程为同类钢种焊接。焊接坡口5为V型坡口，钝边厚度为0.5±0.2mm，采用钨极氩弧焊(GTAW)打底、焊条电弧焊(SMAW)填充盖面的焊接方法焊接一体式凸台的压力传感器。实施例：根据本技术提供的一种一体式带凸台的压力传感器，在进行OD1219mm×16.3mm，X90埋弧焊管全尺寸爆破试验时，采用钨极氩弧焊(GTAW)打底、焊条电弧焊(SMAW)填充盖面的焊接方法焊接在管道上。钨极氩弧焊焊接电流80-120A，电弧电压10-14V，焊接速度5-10cm/min；焊条电弧焊焊接电流为90-140A，电弧电压18-26V，焊接速度5-12cm/min。试验过程中共焊接安装16个一体式压力传感器，16个压力传感器在12MPa保压两天未出现泄漏现象，除了一个因为其他原因未采集到信号外，其他15个压力传感器压力信号良好。以上内容仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术权利要求书的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式带凸台的压力传感器，其特征在于，包括一体式的压力传感器(1)及凸台(3)，压力传感器(1)通过凸台(3)固定在管道上，凸台(3)焊接在管道上，凸台(3)内部设有通孔，通孔下部(4)呈倒漏斗状。

【技术特征摘要】
1.一种一体式带凸台的压力传感器，其特征在于，包括一体式的压力传感器(1)及凸台(3)，压力传感器(1)通过凸台(3)固定在管道上，凸台(3)焊接在管道上，凸台(3)内部设有通孔，通孔下部(4)呈倒漏斗状。2.根据权利要求1所述的一种一体式带凸台的压力传感器，其特征在于，凸台(3)选用低碳合金钢。3.根据权利要求2所述的一种一体式带凸台的压力传感器，其特征在于，低碳合金钢的抗拉强度≥625MPa，屈服强度≥555MPa。4.根据权利要求1所述的一种一体式带凸台的压力传感器，其特征在于，通孔下部(4)斜面与通孔轴线方向夹角(6)小于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡美娟，李鹤，李为卫，吉玲康，封辉，陈宏远，王鹏，张继明，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11