Устройство для испытания труб на изгиб в условиях внутреннего давления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ НА ИЗГИБ В УСЛОВИЯХ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее две скользящие опоры, установленные на них трубчатые державки для крепления испытуемой трубы, соединенную с ними систему подачи и вывода испытательной среды и прикрепленные к державкам симметрично расположенные относительно опор нагружающие приспособления, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытаний на циклический изгиб при периодическом подъеме и сбросе давления, нагружающие приспособления вьтолнены в виде навесных грузов, а устройство снабжено опорами регулируемой высоты , установленными меяду навесными грузами и предназначенными для огра (Л ничения прогиба трубы.

„„SU„„1145271

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(s>) G 01 N 3/10, 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ л

t аа чсы ам, 1

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3402230/25-28 (22) 23.02.82 (46) 15.03.85. Бюл. Р 10 (72) С.В. Карпов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт прирбдных газов (53) 620.165.29 (56) 1. Иванцов О.И., Харитонов В.И. Надежность магистральных трубопроводов, M., "Недра", 1978, с. 56.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 162992, кл. G 01 N 3/00, 1962 (прототип). (54)(57) )УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ТРУБ НА ИЗГИБ В УСЛОВИЯХ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее две скользящие опоры, установленные на них трубчатые державки для крепления испытуемой трубы, соединенную с ними систему подачи и вывода испытательной среды и прикрепленные к державкам симметрично расположенные относительно опор нагружающие приспособления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытаний на циклический изгиб при периодическом подъеме и сбросе давления, нагружающие приспособления выполнены в виде навесных грузов, а устройство снабжено опорами регулируемой высоты, установленными между навесными грузами и предназначенными для ограничения прогиба трубы.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения испытаний на циклический изгиб при периодическом подъеме и сбросе давления .

1..оставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания

"труб на изгиб в условиях внутреннего давления, содержащем две скользящие

1 11452

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к исследованиям напряженно-деформированного состояния труб при циклическом изгибе в условиях внутреннего давления, которое испытывают трубопроводы магистральных газонефтепроводов в условиях эксплуатации при потере продольной устойчивости.

Известно устройство для испыта- 50 ния -труб на воздействие внутреннего даьления, содержащее заглушки и систему подачи испытательной сред (13 °

Однако данное устройство не поз- 55 воляет испытывать трубы на циклический изгиб.

Наиболее близким к изобретению явлчется устройство для испытания труб на изгиб в условиях внутренне- 20 го давления, содержащее две скользящие опоры, установленные на них трубчать5е державки для крепления испытуе:;:;й трубы, соединенную с ними систему подачи и вывода испытатель- 2 ной среды и прикрепленные к державк:.!.;:;им5-5етрично расположенные относительно опор нагружающие приспо-! собления, вьйолненные в виде гидро- цилиндров 30

Недостатком этого устройства является невозможность проведения испь5таний на свободный циклический из5 иб, возникающий при периодическом подъеме и сбросе давления среды. Зто обусловлено тем, что гидроцилиндры не обеспечивают постоянной и нагрузки на трубопровод, так как прн подъеме давления в трубе при закрепленном поршне они препятствуют 4 вытягиганию трубопроводной плети, а при свободно перемещающемся поршне будет изменяться объем полости над поршнем, а следовательно, и нагрузка на тРУбУ- Для сохранения постоян- 4 ной нагрузки потребовалось бы использовать специальную систему управления, которая неоправданно усложнила бы устройство.

71 2 опоры, установленные на них трубчатые державки для крепления испытуе( мой трубы, соединенную с ними систему подачи и вывода испытательной среды и прикрепленные к державкам симметрично расположенные относительно опор нагружающие приспособления, последние выполнены в виде навесных грузов, а устройство снабжено опорами регулируемой вь5соты, установленными между навесНыми грузами и ( предназначенными для ограничения прогиба трубы.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трубчатые державки 1 и 2, установленные на скользящих опорах 3 и 4 и образующие с приваренной к ним испытуемлй трубой 5 трубопроводную! плеть. Оба конца трубопроводной плети заглушены. Для создания изгибающего усилия на державках 1 и 2 установлены навесные грузы 6 и симметрично относительно опор 3 и 4, а в средней части размещены опоры 8 и 9 регулируемой высоты например с домкратами или подкладКами для ограничения прогиба трубопроводной плети.

Система подачи и вывода испытательной жидкости вьптолнена в виде ( насоса 10 с нагнетательной и всасывающей линиями 11 и,12. Высоконапорный насос 13 соединен с нагнетательной линией 11 и имеет байпасную линию 14 для регулиробки величины давления в трубопроводной плети и обеспечения его стабильности. Для сохранения части испытательной жидкости при вырезке и вварке испытуемой трубы и ускоре5п я слива и заправки испытуемой трубы на концах трубчатых державок 1 и 2 имеются сплошные металлические перегородки 15 и

16 и байпасные ливинг 17 и 18, сообщающие полости державок 1 и 2 и испытуемой трубы 5. 511туцеры 19, 20 и 21 служат для выпуска воздуха при заполнении указанных полостей жидкостью, а штуцеры 22, 23 и 24 для слива жидкости. (На нагнетательной линии 11 уста4 новлен подогреватель 25 жидкости.

Обводные нагнетательная и всасывающая линии 26 и 27 служат для ( автономного заполнения испытуемой ( трубы и обеспечения 55иркуляции по ней нагретой жидкости.

Составитель Л. Овсянникова

Техред С.йовжий Корректор И, ЭРдейи

Редактор М. Петрова

Заказ 1163/32

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ибсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/"

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

3 1

Устройство работает следующим образом.

Испытуемую трубу 5 с предварительно наклеенными на нее тензодатчиками (не показаны) приваривают к трубчатым державкам 1 и 2, заполняют полости трубопроводной плети жидкостью с помощью насоса 10, затем навешивают грузы 6 и, 7 и с помощью домкратов или прокладок на опорах

8 и 9 ограничивают прогиб плети величиной, соответствующей заданному значению продольных напряжений. 3атем поднимают давление в плети с помощью высоконапорного насоса 13, при этом увеличиваются продольные силы, действующие на заглушки, плеть выгягивается и ее прогиб уменьшается. При сбросе давления плеть приходит в исходное состояние.

Периодический подъем и сброс давления позволяет имитировать малоцикловые колебания, возникающие в процессе эксплуатации трубопроводов при потере ими устойчивости, при этом навесные грузы 6 и 7 в сочетании с опорами 8 и 9 регулируемой высоты обеспечивают постоянную заданную поперечную нагрузку на трубу 5 °

Использование опор 8 и 9 в качестве ограничителей прогиба позволяет не допустить возникновения одноосных пластических деформаций в металле труб при нагружении плети грузами. При этом опоры 8 и 9 воо= примут на себя часть нагрузки, создаваемой грузами, а при последующем нагружении плети давлением грузы 6 и 7 внесут вклад в определенное сочетание двухосного напряженно-деформированного состояния .

Также с помощью опор 8 и 9 регулируемой высоты представляется возможным создать при нагружении плети грузами определенные одноосные пластические деформации в металле труб, а затем при нагружении давле145271 4 кием создать двухосные напряженнодеформированные состояния при наличии указанных пластических деформаций.

5 Испытания проводят при различных величинах прогиба плети. В процессе испытаний измеряют параметры напряженного состояния трубы 5 с помощью бензодатчиков, а также

1р проводят оценку усталостной прочности металла труб и сварных соединений в зависимости от числа циклов нагружения с помощью неразрушающих методов контроля. После вырезки трубы 5 проводят металлографические исследования, Предлагаемое устройство можно использовать также для тарировки отрабатываемых приборов контроля напряженного состояния. При этом из" мерения проводят в несколько этапов: на трубопроводной плети, установленной на опоры, без грузов и жидкости; на трубопроводной плети после установки на ней грузов; на трубопроводной плети после заполнения ее жидкостью; на трубопроводной плети после установления соответствующей темпера-. туры жидкости при различных давлениях.

Как при испытаниях, так и при тарировке приборов измерения напряжений проводят в нескольких сечениях трубопроводной плети. В каждом сечении замеры проводят в нескольких точках по окружности.

° Исследования, проведенные на предлагаемом устройстве, позволяют отработать приборы контроля напряженного состояния магистральных газонефтепроводов, использование которых уменьшит число аварий, снизит потери газа и нефтепродуктов от аварий, а также затраты на ремонтно.восстановительные работы.