Способ изготовления и монтажа магистрали высокого давления

Авторы патента:

Смоленцев Владислав Павлович (RU)

Кузовкин Алексей Викторович (RU)

Щипанов Михаил Викторович (RU)

G01M3/08 - испытание трубопроводов, кабелей, труб, клапанов, соединений трубопроводов или перемычек

Владельцы патента RU 2521736:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

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.

Известен способ [1] монтажа труб высокого давления со свободным перемещением одного из концов вдоль оси трубы. Для этого требуются подвижные уплотнения, подверженные износу, что усложняет и удорожает конструкцию, снижает надежность узлов герметизации магистралей, а при расширении труб вызывает "заклинивание" магистралей и поломку изделий.

Известен также способ монтажа [2] по патенту 2184946, где повышение надежности узлов герметизации магистралей происходит за счет перемещения уплотнительной головки с регулируемым давлением гидравлической системы, что также усложняет и удорожает монтаж конструкции, влияет на надежность и работоспособность узлов герметизации магистралей.

Технической задачей предлагаемого способа является ускорение монтажа магистралей высокого давления в оборудовании и оснастке, повышение их надежности и достижение компактности приводов и магистралей.

Предлагаемый способ изготовления магистралей высокого давления отличается тем, что он осуществляется в форме закрытых каналов, часть сечения толщины стенки которых по длине канала магистрали со стороны изгиба увеличивается на 20-30%, а затем плавно сопрягается с другой частью сечения, после чего под действием внутреннего давления канал изгибают в сторону большей толщины стенки на величину, не менее чем на удвоенную величину наибольшего расширения канала.

На фигуре 1 показано положение канала после изгиба в процессе монтажа магистралей на станке или в оснастке.

На фигуре 2 показано сечение канала высокого давления до его монтажа в оборудование или оснастку.

На фигуре 3 приведено положение канала при работе под давлением.

Магистраль высокого давления (фиг.1) содержит канал 1 (в частном случае трубу) жестко закрепленный в левом 2 и правом 3 концевом уплотнении. Канал 1 монтируется в оборудование и оснастку через туннели 4 в корпусных деталях и приводах. Канал 1 (фиг.2) до монтажа выполняют с разной толщиной стенки, причем толщина b₁ со стороны изгиба превышает толщину b₂, что создает возможность изгибать канал 1 в плоскости сечения магистрали и гарантирует повышенную жесткость канала со стороны его изгиба, а также уменьшение раздутия 5 канала с этой стороны под действием высокого давления (фиг.3), тогда основное увеличение размеров сечения происходит со стороны 6 с толщиной стенки b₂ (фиг.2).

Способ осуществляют следующим образом. Перед монтажом магистралей канал 1 (фиг.1) отрезают с учетом изгиба на длину L₁, удаляют припуск с боковых и нижних (фиг.2) стенок канала 1 до получения толщины стенки b₂. Аналогичный канал может быть получен в процессе изготовления каналов пластическим деформированием.

Для заданного сечения канала (фиг.2) в корпусах оборудования средств технологического оснащения выполняют туннели 4 (фиг.1) с размерами по ширине не менее H₂ (фиг.2), а по высоте - не менее суммы размеров H₁ и стрелы прогиба Н изогнутого канала 1 (фиг.1).

Из [2], стр.68 для применяемого давления внутри магистралей рассчитывают изменение сечений H₁ и H₂ (фиг.2) и укорачивание канала 1 (фиг.3), [2], стр.69.

Монтируют изогнутый в строну большей толщины (фиг.2) канал 1 (фиг.1) в магистраль, проходящую через один или несколько туннелей 4. Стрела прогиба H₃ (фиг.1) рассчитывается (как показано выше) через изменение размеров H₁ так, чтобы при монтаже, при выпрямлении канала 1, его длина L₂ (фиг.3) была меньше расстояния L₁ между уплотнениями 2 и 3. После подачи в канал 1 (фиг.3) рабочей жидкости высокого давления происходит расширение канала 1 и появление раздутий 5 и 6, которые за счет упругости материала канала 1, при достаточном размере H₃ туннеля 4, сделают канал близким к прямому без изменения расстояния между уплотнениями 2, 3 (фиг.1, 3), т.е. без продольного перемещения канала в уплотнениях, что позволяет повысить радиальные силы зажима в уплотнениях, что практически устраняет утечку жидкости рабочей среды, повышает долговечность магистралей, упрощает конструкцию и затраты на уплотнения при резком уменьшении габаритных размеров приводов и сечения туннелей, ослабляющих конструкцию оборудования и оснастки, особенно оборудования для электрохимической размерной обработки импульсно-циклическим методом в контейнерах. Наличие расчетной величины туннеля гасит колебания каналов при многократной импульсно-циклической обработке, что повышает долговечность магистралей высокого давления.

Пример использования способа

При электрохимической размерной обработке лопаток газовых турбин с длиной пера 120 мм в контейнере на станке АГ-2 давление жидкой среды составляет 2-2,5 МПа, что позволяет использовать гибкие шланги, которые имеют долговечность не более 1000 часов. Магистрали монтируются в объеме пространства оборудования с оснасткой (контейнером) около 7000 см³.

В качестве объекта выбран канал сечением 12×10 мм с толщиной стенки 2 мм и утолщением стенки 2 мм, длина канала 800 мм. Расчет по [2] (а также экспериментальные исследования на измерительной установке) при давлении рабочей среды 70 МПа показали укорачивание канала на 1,2 мм и увеличение диаметра около 1,83 мм. Поэтому высота туннеля была выполнена 14 мм. После 100 импульсов давления, магистраль оставалась герметичной, а колебания канала под действием импульса давления не переходили в автоколебательные.

Переход на магистрали с давлением 70 МПа позволит снизить ограничение по их долговечности, снизить объем пространства до 3500-4000 см³, время монтажа и затраты на конструкцию приводов и их монтаж сокращаются в 2-3 раза. Устранены вибрации жестких каналов, что позволило заменить шланги на металлические каналы, открывающие возможность повысить давление (в перспективе до 130 МПа) без разрушения магистралей (особенно за счет вибрации).

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Изменение радиальных и осевых размеров труб при испытаниях высоким давлением / А.И. Часовских и др. // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: межвуз. сб. науч. тр., Вып.5, Воронеж: ВГУ, 2002. - 176 с.

2. Патент №2184946. Устройство для испытания труб на герметичность. Авт. А.В. Бондарь, А.Г. Молчанов, А.Н. Некрасов, В.П. Смоленцев // 7G01M 3/08, Бюл. Изобретений №19, 2002.

Способ изготовления магистралей высокого давления, осуществляемый в форме закрытых каналов, отличающийся тем, что часть сечения толщины стенки по длине канала магистрали со стороны изгиба увеличивают на 10-20%, плавно сопрягают ее с другой частью сечения, после чего под действием внутреннего давления канал изгибают в сторону большей толщины стенки на величину не менее, чем на удвоенную величину наибольшего расширения канала.

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.

Способ гидравлических испытаний труб // 2447417

Изобретение относится к области испытаний, в частности гидравлических испытаний труб. .

Стенд для проверки герметичности водопенных коммуникаций // 2442029

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

Способ контроля герметичности шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального трубопровода и устройство для его реализации (варианты) // 2422789

Испытательный стенд шаровых кранов (варианты) // 2397464

Способ управления усилием зажима при испытании трубопроводной арматуры // 2393447

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

Сенсорная линия для контроля и определения мест утечек и способ ее изготовления // 2389993

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

Способ проведения пневмоиспытаний магистрального газопровода // 2387963

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

Установка для испытания труб на смятие внешним гидравлическим давлением // 2381468

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.

Способ определения места течи в подземном трубопроводе и устройство для его осуществления // 2381467

Имитатор сужения прохода трубопровода // 2532233

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.

Способ проектирования подводного оборудования, подверженного вызванному водородом растрескиванию под напряжением // 2554676

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.

Способ гидравлических испытаний трубопроводов с помощью установки горизонтально-направленного бурения // 2568415

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.

Устройство для испытания на герметичность труб и их соединений в трубных решетках теплообменных аппаратов // 2577084

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.

Способ оценки герметичности и целостности системы клапанов микрофлюидной системы // 2585804

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.

Испытательный стенд для трубопроводной арматуры бесфланцевого исполнения // 2597672

Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении, а также может быть использовано в энергетической, химической и нефтегазовой отраслях промышленности на предприятиях, производящих ревизию и ремонт трубопроводной арматуры. Испытательный стенд содержит неподвижную 1 и подвижную 2 планшайбы, проставочные элементы 3, силовой привод неподвижной планшайбы, источник испытательного давления, две заглушки 4 патрубков трубопроводной арматуры. Каждая заглушка 4 содержит корпус 5 с цилиндрической выточкой 6, выполненной с внешней стороны, на которой установлен сменный кольцевой диск 7 с использованием уплотнительного упругодеформируемого кольца 8. Диск 7 имеет глухие отверстия 10, наружную радиальную канавку 11 с упругодеформируемым кольцом 12 и фиксируется резьбовыми упорами 9. В корпусе 5 выполнены каналы 13 для подачи и слива испытательной жидкости и дренажа воздуха, а также установлены верхний и нижний удлинители в виде угольников 14 и сменных резьбовых штуцеров 15. На открытых торцах кольцевых дисков 7 установлены не менее трех направляющих конических штырей 16. Технический результат - создание испытательного стенда, обладающего расширенными функциональными возможностями при испытании различных типоразмеров и форм внутренних поверхностей патрубков трубопроводной арматуры, а также упрощение конструкции и снижение металлоемкости заглушек стенда. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.