Способ испытания трубопроводов на прочность

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности путем регулирования соотношения давлений и температуры на различных участках трубопровода. В трубопровод подают балластный газ до давления P_н и затем вводят в объем криоагент путем напыления на внутреннюю поверхность испытуемого участка. Криоагент, испаряясь, охлаждает стенку трубы и одновременно повышает давление. Соотношение давления балластного газа P_н и давления балластного газа с криоагентом, а также массу распыляемого криоагента выбирают из заданного соотношения.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности путем регулирования соотношений давлений и температур на различных участках трубопровода. Способ осуществляется следующим образом. Для создания необходимого давления используют в качестве балластного газа воздух, нагнетаемый в трубопровод компрессором. Разрушение трубопровода протекает в пределах участка, длина которого заранее определена (для современных трубных сталей не превышает 60-70 м). Для охлаждения напыляют жидкий криоагент на внутреннюю поверхность трубопровода. Поскольку испарение распыленного криоагента происходит практически полностью на внутренней поверхности испытуемых труб, расход криоагента зависит от скорости охлаждения трубопровода. Способ осуществляется следующим образом. Для создания необходимого давления используют в качестве балластного газа воздух, нагнетаемый в трудопровод компрессором. Разрушение трубопровода протекает в пределах участка, длина которого заранее определена (для современных трубных сталей не превышает 60-70 м). Для охлаждения напыляют жидкий криоагент на внутреннюю поверхность трубопровода. Поскольку испарение распыленного криоагента происходит практически полностью на внутренней поверхности испытуемых труб, расход криоагента зависит от скорости охлаждения трубопровода. Жидкий криоагент вводят в балластный газ в количестве, необходимом для создания испытательного давления. При этом для создания на каждом отдельном участке испытуемого трубопровода различных температур и испытательного давления балластного газа в трубопроводе изменяют массу вводимого криоагента на каждом отдельном участке. При этом создаются в соответствии с условиями испытаний заданные температура и давление. Перемешивание сред в различных зонах исключено за счет создания буферных зон между отдельными участками в виде прослоек балластного газа. Соотношение давлений до и после введения криоагента выбирают из зависимости = 1- · · , где Р_н - давление балластного газа на испытуемом участке трубопровода; Р_р - давление балластного газа и криоагента на испытуемом участке трубопровода; Т_н - температура газа в трубопроводе после подачи балластного газа; Т_р - температура газа в трубопроводе после подачи криоагента; М_v - масса испытуемого участка трубы; С_v - теплоемкость металла; μ_y, γ_н - теплота парообразования и плотность сжиженного газа; V_v - объем газа, образующегося при испарении 1 м³ жидкого криоагента, приведенный к нормальным условиям;
V_н.тр. - объем полости испытуемого участка;
Z_н - коэффициент сжимаемости балластного газа;
Z_р - коэффициент сжимаемости балластного газа с криоагентом;
Р_v - давление криоагента на испытуемом участке. При этом массу криоагента выбирают из условия
M = , где А - скорость охлаждения трубы;
λ_из - коэффициент теплопроводности;
R_из - толщина слоя теплоизоляции;
L - длина испытуемого участка;
С_р - теплоемкость паров жидкого криоагента;
Т_s - температура кипения жидкого криоагента;
R_тр - толщина стенки трубопровода. П р и м е р. В испытуемый трубопровод нагнетается воздух до давления Рн, после чего посредством коллектора напыляется криоагент на внутреннюю поверхность трубопровода, где непосредственно испаряется, охлаждая тело трубы, как за счет теплоты фазового перехода, так и за счет турбулизации газа в трубе, возникающей вследствие распыления жидкости. По мере испарения криоагента давление в трубопроводе будет повышаться. Таким образом испытательное давление создается без использования дополнительного компрессора. Подача криоагента может осуществляться автономно с различным расходом, обеспечивая различные давления балластного газа и испытательного давления в трубопроводе и различные температуры на различных участках. (56) Авторское свидетельство СССР N 1226099, кл. G 01 M 3/26, 1984.

Формула изобретения

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ НА ПРОЧНОСТЬ, заключающийся в том, что подают в трубопровод балластный газ под давлением и охлаждают его путем подачи в него криоагента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем регулирования в трубопроводе соотношений давления балластного газа и испытательного газа и испытательного давления и температур на различных участках трубопровода, подачу криоагента осуществляют напылением его на внутренние поверхности соответствующих участков при различном расходе массы криоагента с образованием слоев балластного газа и криоагента между участками, соотношение давлений балластного газа и давления после ввода криоагента выбирают из зависимости
= 1- · · /
где P_н - давление балластного газа на испытуемом участке трубопровода;
P_р давление балластного газа и криоагента на испытуемом участке трубопровода;
T_н - температура газа в трубопроводе после подачи балластного газа;
T_р - температура газа в трубопроводе после подачи криоагента;
M_v - масса испытуемого участка трубы;
C_v - теплоемкость металла;
μ_н ; γ_н - теплота парообразования и плотность сжиженного газа;
V_v - объем газа, образующегося при испарении 1 м³ низкого криоагента, приведенный к нормальным условиям;
V_м.тр - объем полости испытуемого участка;
Z_н - коэффициент сжимаемости балластного газа;
Z_р - коэффициент сжимаемости балластного газа с криоагентом;
P_v - давление криоагента на испытуемом участке,
при этом массу криоагента выбирают из условия
_{M =}
где A - скорость охлаждения трубы;
λ_из - коэффициент теплопроводности;
R_из - толщина слоя теплоизоляции;
L - длина испытуемого участка;
P_тр - толщина стенки трубопровода;
C_р - теплоемкость паров жидкого криоагента;
T_s - температура кипения жидкого криоагента.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---