Способ гидравлических испытаний труб

Изобретение относится к области испытаний, в частности гидравлических испытаний труб. Способ включает размещение трубы на ложементе, установку на ее концах заглушек (уплотнительных головок), фиксацию концов трубы от возможных перемещений, удаление воздуха из полости трубы и последующую подачу опрессовочной жидкости пробного давления, вызывая упругую деформацию трубы вне заглушек, выдержку трубы под заданным давлением, последующее удаление воды из полости трубы и вынесение вердикта пригодности трубы для эксплуатации при заданном давлении. Одновременно с гидроиспытаниями производят механические испытания на прочность переходных участков от законцовки к исходному сечению трубы. Для этого заглушку выполняют в виде цилиндрического стакана с буртом и внешней резьбой, установку стакана производят на цилиндрической поверхности, образованной внешними поверхностями разъемного трафарета, размещенного на законцовке. При этом между торцом трафарета и буртом стакана устанавливают пьезодатчик, на резьбовой части стакана закрепляют крышку с уплотнением и штуцером для организации гидросистемы, а усилие растяжения от действия опрессовочной жидкости на внутреннюю поверхность трубы передают на трафареты, вызывая сжатие пьезодатчиков и формирование сигналов, соответствующих механическим свойствам упомянутых переходных участков. По величине данных сигналов относительно эталонного сигнала выносится вердикт о применимости трубы к эксплуатации для заданного рабочего давления внутритрубной среды. 5 ил.

 

Изобретение относится к области гидравлических испытаний труб, в частности теплообменных труб с профилированными законцовками, и одновременно проводимыми испытаниями на механическую прочность переходных участков от исходной трубы к законцовке.

Известен способ гидравлических испытаний труб, включающий размещение трубы на опорах, установку трубы в уплотнительную головку, герметизацию трубы с последующей подачей опрессовочной жидкости под рабочим давлением, предварительно удалив воздух из полости трубы, вызывая контролируемое укорочение трубы на заданную величину, выдержку трубы под давлением с последующим освобождением полости трубы от опрессовочной жидкости и вынесением соответствующего вердикта пригодности трубы к эксплуатации при заданном рабочем давлении (см. патент RU №2184946, G01М 3/08, заявка №2001119071/28 от 11.07.2001, опубл. 10.07.2002 г.).

К недостаткам известного способа следует отнести его ограниченное применение. Так, для теплообменных труб с профилированными законцовками использование данного технического решения невозможно, поскольку нельзя его совместить с механическими испытаниями на прочность переходных участков от исходной трубы к законцовке.

Известен также способ гидравлических испытаний труб, включающий размещение трубы на ложементе, установку на ее концах заглушек (уплотнительных головок), фиксацию концов трубы от возможных перемещений, удаление воздуха из полости трубы и последующую подачу опрессовочной жидкости пробного давления, вызывая упругую деформацию трубы вне заглушек, выдержку трубы под заданным давлением, последующее удаление воды из полости трубы и вынесение вердикта пригодности трубы для эксплуатации при заданном давлении (www.drillings.ru/gidroisp - прототип).

К недостатку известного способа относят невозможность оценки механических характеристик участков трубы, располагаемых по месту закрепления в уплотнительных головках. Применительно к теплообменным трубам, имеющим профилированные законцовки с переходными участками меньшей толщины стенки от исходной трубы к законцовке, весьма важным является оценка уровня механических свойств упомянутых участков перед их закреплением в трубных отверстиях. Поскольку возникающие перепады давлений внутритрубной среды при эксплуатации теплообменного аппарата могут вызвать разрушение переходных участков (одного или нескольких), что приведет к аварийной ситуации.

Задачей изобретения является разработка такого способа гидравлического испытания труб, который бы позволял одновременно с оценкой герметичности трубы, определять уровень механических свойств (относительно эталонного образца) переходных участков от законцовки к исходной трубе, что, в конечном итоге, устранит возможность возникновения аварийной ситуации.

Технический результат достигается тем, что в способе гидравлических испытаний труб, включающем размещение трубы на ложементе, установку на ее концах заглушек (уплотнительных головок), фиксацию концов трубы от возможных перемещений, удаление воздуха из полости трубы и последующую подачу опрессовочной жидкости пробного давления, вызывая упругую деформацию трубы вне заглушек, выдержку трубы под заданным давлением, последующее удаление воды из полости трубы и вынесение вердикта пригодности трубы для эксплуатации при заданном давлении, согласно изобретению применительно к теплообменным трубам с профилированными законцовками, одновременно с гидроиспытаниями производят механические испытания на прочность переходных участков от законцовки к исходному сечению трубы, для чего заглушку выполняют в виде цилиндрического стакана с буртом и внешней резьбой, установку стакана производят на цилиндрической поверхности, образованной внешними поверхностями разъемного трафарета, размещенного на законцовке, причем между торцом трафарета и буртом стакана устанавливают пьезодатчик, на резьбовой части стакана закрепляют крышку с уплотнением и штуцером для организации гидросистемы, а усилие растяжения от действия опрессовочной жидкости на внутреннюю поверхность трубы передают на трафареты, вызывая сжатие пьезодатчиков и формирование сигналов, соответствующих механическим свойствам упомянутых переходных участков, по величине которых относительно эталонного сигнала выносится вердикт о применимости трубы к эксплуатации для заданного рабочего давления внутри-трубной среды.

Осуществление предлагаемого способа гидравлических испытаний труб позволяет производить отбраковку теплообменных труб с профилированными законцовками, предназначенных для эксплуатации при заданном рабочем давлении внутритрубной среды. Закрепление таких труб с законцовками в трубных решетках гарантирует качественную бездефектную работу неразъемного соединения, в том числе, и на длине переходных участков от исходной трубы к законцовке. Последнее повышает надежность и безопасность работы теплообменных аппаратов.

Это объясняется тем, что снимаемый сигнал с пьезодатчиков соответствует величине осевых растягивающих усилий, прикладываемых к упомянутым переходным участкам. Для теплообменных труб с возможно иным исходным уровнем механических свойств процесс штамповки законцовок может не привести к требуемому упрочнению материала в объеме переходного участка. Следовательно, работа неразъемных соединений на такой трубе может привести к разрушению переходных участков, вызывая известные трудности. Поэтому тщательный отбор теплообменных труб с профилированными законцовками должен производиться именно по уровню механических свойств переходных участков, который определяется по эталонному образцу. Другими словами, для каждой марки сталей, геометрических размеров поперечного сечения труб и конструкций профилированных законцовок, содержащих упомянутые переходные участки, по механическим испытаниям на прочность эталонных образцов создается база данных, позволяющая принимать ответственные решения по назначению допустимых усилий растяжения переходных участков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана теплообменная труба с профилированными законцовками и быстросменными заглушками на них; на фиг.2 - размещение заглушки в виде стакана с буртом, содержащей во внутренней полости закрепленный пьезодатчик, опираемый на бурт, на трубе за пределами законцовки; на фиг.3 - установка разъемных половин трафаретов на законцовке с фиксацией их упругим элементом; фиг.4 - размещение стакана на цилиндрической внешней поверхности, образованной трафаретами, с обеспечением контакта между внутренним торцом трафарета и пьезодатчиком; на фиг.5 - закрепление крышек с уплотнением на резьбовой части стакана, обеспечивая требуемую герметичность на торцах и размещение упоров с обеспечением контакта торцевой поверхности бурта стакана с внешними поверхностями опор.

Вариант осуществления изобретения состоит в следующем.

Теплообменную трубу 1 подвергают подготовительным операциям: правка в косовалковой машине, резка в меру, предварительная формовка с калибровкой концов трубы, окончательная штамповка законцовок, содержащих: торцевое утолщение с посадочным местом, участок внешнего калиброванного полотна, утолщения комбинированного поперечного сечения, участок внутреннего калиброванного полотна и переходный участок от исходной трубы к законцовке.

Теплообменные трубы 1 с профилированными законцовками затем подвергают гидравлическим испытаниям с целью определения герметичности и одновременному испытанию механических свойств переходных участков от исходного сечения трубы к законцовке (фиг.1).

На трубе за ее законцовками размещают заглушки в виде цилиндрических стаканов 2 с торцевым буртом и резьбовой частью на внешней поверхности стакана с противоположного торца (фиг.2).

На внутренней поверхности бурта размещен пьезодатчик 3, прошедший тарировку с целью получения эталонного сигнала при воздействии на него осевого усилия сжатия.

Затем на внешней поверхности законцовки размещают разъемный трафарет 4, удерживаемый на законцовке посредством упругого элемента 5 (фиг.3).

После чего на образованной цилиндрической внешний поверхности трафарета устанавливают стакан, достигая контакта поверхности пьезодатчика с торцевой поверхностью трафарета (фиг.4). Далее на резьбовой части внешней поверхности стакана закрепляют крышку 6 с уплотнением и штуцером (фиг.5). Одни из штуцеров соединяют с трубопроводом опрессовочной жидкости, на другом - закрепляют манометр.

Первоначально малым давлением опрессовочной жидкости удаляют воздух из полости трубы.

Затем со стороны внутренних торцевых поверхностей стаканов размещают неподвижные упоры 7, образуя контактные поверхности (фиг.5).

Процесс гидроиспытания трубы на герметичность начинают с подачи опрессовочной жидкости пробного давления (на 25% большего, чем рабочее давление) в полость трубы.

Упругая радиальная деформация трубы за пределами заглушек обусловливает появление тянущего осевого усилия трубы, которое торцами трафаретов нагружают пьезодатчики.

Сигнал от последних передается на автоматический цифровой преобразователь и осуществляется сравнение получаемого при испытании трубы сигнала с его эталонным значением, полученного при тарировке.

В условиях качественных механических свойств переходных участков трубы получаемые сигналы с пьезодатчиков располагаются выше эталонного значения, о чем свидетельствует зеленый световой сигнал испытательной машины. Если же в силу недостаточного упрочнения материала трубы в переходном участке, хотя бы одного из получаемых значений пьезодатчиков меньше эталонного значения, загорается красная лампочка. Труба снимается, ее применение может быть на меньших рабочих давлениях внутритрубной среды теплообменного аппарата.

Опытно-промышленная проверка предлагаемого способа гидравлических испытаний труб прошла в виртуальном варианте с применением программного продукта Deform в формате 3D. Моделированию подвергались теплообменные трубы из сталей: сталь 20, сталь 15Х5М, сталь 12Х18Н10Т, различных поперечных сечений: ⌀25×2,5 мм, ⌀25×2,0 мм, ⌀20×2,5 мм, ⌀20×2,0 мм. Например, законцовки для труб с поперечным сечением ⌀25×2,5 мм содержали: торцевое утолщение шириной 5 мм с посадочным местом ⌀25,16 мм, участок внешнего калиброванного полотна - шириной 4,5 мм, утолщения комбинированного поперечного сечения - длиной 12,4 мм, участок внутреннего калиброванного полотна - шириной 5 мм и переходный участок от исходной трубы к законцовке - длиной 2 мм.

Как показали гидравлические испытания в сочетании с механическими испытаниями переходных участков, что имеет место закономерность, при которой штампованные законцовки и упомянутые переходные участки обладают механическими свойствами на растяжение, превышающими усилие упругого растяжения исходной трубы.

Дополнительное упрочнение материала трубы при закреплении профилированной законцовки в трубном отверстии гарантирует качественное, надежное и безопасное закрепление законцовки теплообменной трубы без применения обварки.

Изобретение применимо для отбраковки теплообменных труб с профилированными законцовками на применимость к заданному рабочему давлению внутритрубной жидкости.

Способ гидравлических испытаний труб, включающий размещение трубы на ложементе, установку на ее концах заглушек (уплотнительных головок), фиксацию концов трубы от возможных перемещений, удаление воздуха из полости трубы и последующую подачу опрессовочной жидкости пробного давления, вызывая упругую деформацию трубы вне заглушек, выдержку трубы под заданным давлением, последующее удаление воды из полости трубы и вынесение вердикта пригодности трубы для эксплуатации при заданном давлении, отличающийся тем, что применительно к теплообменным трубам с профилированными законцовками одновременно с гидроиспытаниями производят механические испытания на прочность переходных участков от законцовки к исходному сечению трубы для чего заглушку выполняют в виде цилиндрического стакана с буртом и внешней резьбой, установку стакана производят на цилиндрической поверхности, образованной внешними поверхностями разъемного трафарета, размещенного на законцовке, причем между торцем трафарета и буртом стакана устанавливают пьезодатчик, на резьбовой части стакана закрепляют крышку с уплотнением и штуцером для организации гидросистемы, а усилие растяжения от действия опрессовочной жидкости на внутреннюю поверхность трубы передают на трафареты, вызывая сжатие пьезодатчиков и формирование сигналов, соответствующих механическим свойствам упомянутых переходных участков, по величине которых относительно эталонного сигнала выносится вердикт о применимости трубы к эксплуатации для заданного рабочего давления внутритрубной среды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к конструкциям, обеспечивающим подачу огнетушащего вещества в зону горения по рукавной линии. .

Изобретение относится к испытательной технике для трубопроводной арматуры (ТПА), в частности задвижек, отводов и кранов. .

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и направлено на создание сенсорной линии, которая подходила бы для обнаружения утечек в частях установки, содержащих хлор.

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве и проведении ремонтных и профилактических работ на магистральных газопроводах.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на смятие внешним гидравлическим давлением образцов обсадных, насосно-компрессорных и бурильных труб с гладкими концами.

Манжета предназначена для испытания труб, трубопроводов на прочность и герметичность. Манжета выполнена из упругого эластичного материала в виде стакана с центральным отверстием в днище для подвода рабочей жидкости и с внутренней поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, большим основанием, направленным к горловине, причем наружная поверхность манжеты, выполнена в виде двух усеченных конусов, совмещенных большими основаниями, при этом их образующие наклонены относительно прямой, проведенной через точку пересечения указанных образующих параллельно центральной оси манжеты, под углом 15÷20°, при этом образующая усеченного конуса, направленного в сторону горловины стакана, по длине выбрана большей, чем длина образующей усеченного конуса, направленного к днищу. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в оборудовании и средствах технологического оснащения для электрохимической размерной обработки. Техническим результатом является ускорение монтажа магистралей высокого давления, повышение надежности и компактности магистралей. Способ изготовления и монтажа магистралей высокого давления заключается в том, что часть сечения толщины стенки по длине канала магистрали со стороны изгиба увеличивают на 10…20% и плавно сопрягают с другой частью сечения. Под действием внутреннего давления канал изгибают в сторону большей толщины стенки не менее чем на удвоенную величину наибольшего расширения канала. Размеры туннелей перед монтажом увеличивают со стороны прогиба изогнутого канала. 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для настройки дефектоскопов-снарядов. Имитатор сужения трубопровода выполнен в виде патрубка, привариваемого к трубопроводу, и содержит фланец, на который крепится крышка заглушка посредством крепежных элементов, при этом внутри патрубка размещен клин имитатор. Клинья имитаторы могут быть любого размера. Клин имитатор имеет диаметр меньший, чем патрубок. Профиль клина имитатора заостренной формы, при этом широкой стороной он устанавливается поперек потока рабочей жидкости. Технический результат - повышение точности настройки дефектоскопа-снаряда при последующем контроле магистральных трубопроводов и снижение стоимости работ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к проектированию подводных трубопроводных систем, подверженных вызванному водородом растрескиванию под напряжением. Технический результат - вычисление локальных напряжений в элементах трубопровода путем постобработки сил и моментов модели трубы, представляющей систему трубопровода. Система для проверки того, что подводные системы трубопроводов пригодны для оценок вызванного водородом растрескивания под напряжением содержит: компонент генератора функции преобразования, создающий упомянутую функцию; компонент механизма функции преобразования, исполняющий упомянутую функцию; компонент хранения функции преобразования; анализ упомянутой оценки локального напряжения на первое заранее заданное условие пригодности, и если упомянутая оценка локального напряжения не является пригодной, то определение и выполнение трехмерной подмодели для упомянутого элемента и анализ выходных данных упомянутой трехмерной подмодели на соответствие второму заранее заданному условию пригодности. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области капитального ремонта трубопроводов и может быть использовано для проведения гидравлических испытаний трубопроводов как во время строительства, так и при проведении капитального ремонта. Заявленный способ гидравлических испытаний трубопроводов с помощью установки горизонтально-направленного бурения включает в себя предварительную очистку внутренней поверхности трубопровода и предлагает с помощью установки горизонтального бурения, бурильной колонны с центраторами подавать в открытый участок трубопровода поршень для грубой и чистовой очистки внутренней полости, шарнирно соединенный с испытательным поршнем, оснащенным уплотнениями, датчиками давления, шума и обратным клапаном. При этом вода через бурильную колонну под испытательным давлением подается в зону между внешними уплотнениями испытательного поршня, формирующими зону гидравлических испытаний. Техническим результатом является обеспечение безопасного ведения работ, очистку полости трубопровода одновременно с проведением гидравлических испытаний, точного определения места нахождения участка трубопровода, в том числе подземного, не выдержавшего испытания, обеспечивая при этом экономичность способа. 1 ил.

Изобретение относится к средствам для испытания на герметичность труб и их соединений в трубных решетках теплообменных аппаратов. Сущность: устройство содержит корпус (1), с расположенной внутри вакуумной камерой (11), которая посредством канала соединена с измерительной трубкой, закрепленной одним концом в корпусе (1). На торцевой поверхности корпуса (1) закреплен уплотнительный элемент (2), который обеспечивает герметичное прилегание корпуса (1) к трубной решетке (12) и с одной стороны герметизирует испытываемую трубу, а также место ее соединения с трубной решеткой (12). На наружной поверхности другого конца измерительной трубки закреплена цилиндрическая насадка, с выходным отверстием, обеспечивающим свободное перемещение штока и ограничивающим максимальное перемещение его внутри измерительной трубки. На наружной поверхности штока имеется выемка, в которую установлено уплотнительное кольцо, взаимодействующее с внутренней поверхностью полой измерительной трубки. Этим обеспечивается герметизация внутреннего пространства измерительной трубки от внешней среды. На другом конце штока закреплен рабочий конус, на который надета упругая вставка из эластичного материала с наружной поверхностью в виде усеченного овала, боковая поверхность которой взаимодействует с цилиндрической насадкой. Технический результат: расширение эксплуатационных возможностей. 2 ил.

Группа изобретений относится к микрофлюидным системам для работы с клетками тканей, человека, животных или растений и (или) культурами вирусов, и предназначена для оценки герметичности и целостности системы клапанов микрофлюидной системы в процессе их изготовления и эксплуатации. Устройство для оценки герметичности клапанов микрофлюидной системы с пневматическим управлением включает блок облучения клапана и блок регистрации и обработки прошедшего через клапан излучения, где блок облучения клапана представляет собой корпус с двумя каналами, один из которых выполнен сквозным, и в котором размещен световод с наконечником. При этом второй канал выполнен соединенным с первым и предназначен для подачи воздуха под давлением на клапан микрофлюидной системы через наконечник световода, выполненный в свою очередь с пневмоканалами и закрепленный в сквозном канале корпуса со стороны его размещения на микрофлюидной системе, при этом корпус выполнен с возможностью герметичного размещения на микрофлюидной системе с обеспечением освещения световодом всей поверхности клапана. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх