CN109916727A - 一种管道压力测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种管道压力测试装置及方法，所述管道压力测试装置包括：加压泵、高压水管、应变片、千分表、应变仪、终端设备、压力表；所述压力表设置在高压水管上，用于测量管内压力值；所述加压泵通过高压水管连接到待测管道；所述应变片和所述千分表设置在待测管道上，且所述应变片通过第一连接线连接到应变仪，所述千分表通过第二连接线连接到应变仪；所述应变仪通过第三连接线连接到终端设备，并将待测管道的变形数据上传至终端设备。本发明提出的管道压力测试装置及方法应用于不同规格和类型的压力管道，具有较强的通用性，而且各个部件之间相互独立，易于拆卸和运输。

Description

一种管道压力测试装置及方法

技术领域

本发明涉及工业管道安全评估技术领域，尤其涉及一种管道压力测试装置及方法。

背景技术

压力管道应用广泛，一旦断裂有可能引发重大事故，特别是含缺陷的部分在载荷作用下成为管道薄弱环节，削弱了管道承载能力，所以对管道进行极限承载能力分析对于保障管道安全和减少经济损耗具有十分重要的意义。而实验法是通过管道真实服役情况下求解极限载荷值，对管道安全评估起到决定性的作用。例如公开号为CN105403389A的专利文献公开了一种管道局部弯曲承压性能测试方法，通过模拟所述管道在所述深水铺设过程中受到的静水压力和弯曲载荷的联合作用，采集所述管道试件的应变数据，实现了对管道弯曲状态下承压性能的测试，该测试方法的通用性较差，不能应用于各种规格管道的压力测试。

一般来说，目前的管道压力测试方案普遍存在通用性较差、拆卸不便、运输不便、设计不合理等缺陷。此外，管道在测试可能发生爆破，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，目前的管道压力测试方案普遍存在通用性较差、拆卸不便、运输不便、设计不合理、数据可信度不高等缺陷。此外，管道在测试可能发生爆破，存在一定的安全隐患。

所述管道压力测试装置包括：加压泵、高压水管、应变片、千分表、应变仪、终端设备、压力表；

所述压力表设置在高压水管上，用于测量管内压力值；所述加压泵通过高压水管连接到待测管道；所述应变片和所述千分表设置在待测管道上，且所述应变片通过第一连接线连接到应变仪，所述千分表通过第二连接线连接到应变仪；所述应变仪通过第三连接线连接到终端设备，并将待测管道的变形数据上传至终端设备。

进一步地，所述管道压力测试装置还具有用于监控测试过程的摄像头；所述摄像头通过第四连接线连接到终端设备，并将视频数据上传至所述终端设备。

进一步地，所述管道压力测试装置具有多个应变片和多个千分表，用于测量所述待测管道外壁上多个位置的变形量。

进一步地，所述管道压力测试装置还具有一用于固定待测管道的固定架；

所述固定架具有位于上侧位置的上支架、位于下侧位置的下支架；所述上支架与下支架均为三角形支架，且上支架与下支架通过支撑杆件连接；所述支撑杆件两端分别固定在上支架与下支架三角的位置；

所述固定架还具有一固定杆件；所述固定杆件将待测管道限定于上支架与下支架的一角。

进一步地，上支架与下支架上分别对应设置有一固定杆件，所述固定杆件在长度方向设置有供螺栓穿过的长条形贯通槽，且上支架、下支架与固定杆件之间通过螺栓固定在一起。

进一步地，所述下支架在远离待测管道的一边上固定有两延伸杆件；两延伸杆件上设有配重块。

进一步地，所述上支架、下支架、固定杆件、支撑杆件、延伸杆件均由铝合金型材构成，并在各个连接处使用角件连接。

进一步地，所述待测管道在与固定架接触的地方套设有缓冲保护套。

进一步地，所述待测管道一端设置有进水口，另一端设置有出水口。

另一方面，本申请还提出了一种管道压力测试方法，所述管道压力测试方法包括步骤：

使用加压泵将待测管道的内压增加至预设值；并根据压力表的读数变化情况判断待测管道是否存在压力泄露的情况；

若待测管道不存在压力泄露情况，通过加压泵向待测管道加压，直至待测管道破裂；在加压过程中，依次在不同压力水平下进行保压并读取压力表、千分表、应变片的数据；

根据压力表的压力值，以及千分表、应变片的形变数据，确定待测管道的极限载荷值。

本申请提出了一种管道压力测试装置及方法，其中，管道压力测试装置包括有加压泵、高压水管、应变片、千分表、应变仪、终端设备、压力表；加压泵通过高压水管向待测管道加压，应变片和千分表设置在待测管道上，并连接到应变仪；终端设备从应变仪中读取待测管道在不同压力下的变形数据。本申请提出的管道压力测试装置及方法应用于不同规格和类型的压力管道，具有较强的通用性，而且各个部件之间相互独立，易于拆卸和运输。此外，本申请中的测试数据可在终端设备上进行查看，可远离待测管道，避免测试时可能发生的危险状况。

附图说明

图1是一示例性实施例示出的一种管道压力测试装置的示意图。

图2是一示例性实施例示出的一种管道压力测试装置的局部示意图。

图3是一示例性实施例示出的一种管道压力测试装置的另一局部示意图。

图4是一示例性实施例示出的待测管道上应变片和千分表的分布示意图。

图5是一示例性实施例示出的千分表在待测管道上的分布位置图。

图6是一示例性实施例示出的应变片在待测管道上的分布位置图。

图7是一示例性实施例示出的千分表的安装结构示意图。

图8是一示例性实施例示出的一种管道压力测试方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参考图1至图3，所述管道压力测试装置包括：加压泵1、高压水管2、应变片3、千分表4、应变仪5、终端设备6、压力表7；

所述压力表7设置在高压水管2上，用于测量管内压力值；所述加压泵1通过高压水管2连接到待测管道8；所述应变片3和所述千分表4设置在待测管道8上，且所述应变片3通过第一连接线31连接到应变仪5，所述千分表4通过第二连接线41连接到应变仪5；所述应变仪5通过第三连接线51连接到终端设备6，并将待测管道8的变形数据上传至终端设备6。

具体地，加压泵1通过高压水管2向待测管道8内充水，使待测管道8的内部压力增高。

进一步地，所述待测管道8一端设置有进水口81，另一端设置有出水口82。具体地，待测管道8两端焊有与高压水管2相同螺纹规格的进水口81和出水口82，且在出水口82配有相同螺纹规格的堵塞盖。加压泵1通过高压水管2向待测管道8内充水，使待测管道8空气从出水口82排出，排空空气后，使用该堵塞盖对出水口82进行密封。

待测管道8在受到内部水压的作用发生形变；当形变量超过阈值时管道爆破。应变片3和千分表4设置在待测管道8的上，用于测量待测管道8的变形量，终端设备6从应变仪5中读取待测管道8在不同压力下的变形数据。根据压力表7的压力值，以及千分表4、应变片3的形变数据，确定待测管道8的极限负载能力。

需要说明的是，该管道压力测试装置可用于不同规格和类型的压力管道，具有较强的通用性，而且各个部件之间相互独立，易于拆卸和运输。此外，本申请中的测试数据可在终端设备上进行查看，可远离待测管道，避免测试时可能发生的危险状况。

进一步地，所述管道压力测试装置具有多个应变片3和多个千分表4，用于测量所述待测管道8外壁上多个位置的变形量。应变片3和千分表4在待测管道8上分布如图4至图6所示；图5是千分表4在待测管道8的分布位置图；图6是应变片3在待测管道8上的分布位置图。如图所示，应变片3和千分表4交叉分布在待测管道8上，通过多个应变片3和多个千分表4测量不同位置的形变量，数据更加全面可靠。

进一步地，千分表4获取的是待测管道8径向绝对位移，应变片3测量的是待测管道8轴向和环向相对变形量。

进一步地，所述管道压力测试装置还具有用于监控测试过程的摄像头10；所述摄像头10通过第四连接线101连接到终端设备6，并将视频数据上传至所述终端设备6。试验人员可通过终端设备6在安全距离以外对观察待测管道8，降低了试验风险。

进一步地，所述管道压力测试装置还具有一用于固定待测管道8的固定架9；

所述固定架9具有位于上侧位置的上支架91、位于下侧位置的下支架92；所述上支架91与下支架92均为三角形支架，且上支架91与下支架92通过支撑杆件93连接；所述支撑杆件93两端分别固定在上支架91与下支架92三角的位置；

所述固定架9还具有一固定杆件94；所述固定杆件94将待测管道8限定于上支架91与下支架92的一角。

需要说明的是，固定杆件94将待测管道8限定于上支架91与下支架92的一角，通过固定杆件94与上支架91、下支架92之间形成有三角形对待测管道8进行装夹，三角形结构稳定，更大程度上发挥材料的承载能力。此外，可通过调整固定杆件94的位置，调节三角形的大小，以适用于不同规格的待测管道8。

进一步地，上支架91与下支架92上分别对应设置有一固定杆件94，所述固定杆件在长度方向设置有供螺栓穿过的长条形贯通槽，且上支架91、下支架92与固定杆件94之间通过螺栓固定在一起。

固定杆件94可在上支架91、下支架92上滑动调整，以适应于不同规格的待测管道8，装夹位置确定后通过螺栓固定。

进一步地，所述下支架92在远离待测管道8的一边上固定有两延伸杆件95；两延伸杆件95上设有配重块96。两延伸杆件95之间可以灵活调整间距，适用于放置不同尺寸、规模的配重块96。

需要说明的是，配重块96用于平衡固定架9，防止测试时发生倾翻；通过调节配重块96的位置可平衡不同规格待测管道产生的倾覆力矩，适用范围广、结构更加稳定。

进一步地，所述上支架91、下支架92、固定杆件94、支撑杆件93、延伸杆件95均由铝合金型材构成，并在各个连接处使用角件98连接。

需要说明的是，铝合金型材具有质量轻、刚度强、价格低的优点。铝合金表面自带凹槽，通过角件和螺栓连接，可以安装于任何位置，结构稳定、装夹灵活。铝合金的固定架9整体具有拆卸简单、运输方便、任意拼接的优点。

固定架9固定均通过不同规格连接角件和配套螺母连接，无需单独打孔，固定架9仅需要几种长度规格的铝合金型材。可适用于不同规格的测试管道，尺寸匹配性和重复利用性好。因此，固定架9易于拆卸、装配。

具体来说，角件98可具有两种规格，60°角件，90度角件。其中，上支架91、下支架92均是由三根长度相等的铝合金型材连接而成的三角形支架，在三角形支架内侧使用60°角件连接。支撑杆件93与上支架91、下支架92之间采用90度角件连接；延伸杆件95与下支架92之间使用90°角件连接。

进一步地，所述待测管道8在与固定架9接触的地方套设有缓冲保护套97。缓冲保护套97可减少固定约束过程中局部应力造成的试验偏差，增加了试验结果的可靠性。

需要说明的是，图1至图4仅用于示出千分表4的测量位置；实际上,千分表还需要通过固定支架进行固定；具体地，参考图7，用于固定千分表4的固定支架41包括有调整杆41a、41b和固定底座41c；通过调整固定底座41c的放置位置以及调整杆41a、调整杆41b之间的角度，使得千分表4固定在预设的测量位置。

图8是一示例性实施例示出的一种管道压力测试方法的流程图。该管道压力测试方法应用于前述的管道压力测试装置，并包括有步骤：

步骤S801，使用加压泵将待测管道的内压增加至预设值；并根据压力表的读数变化情况判断待测管道是否存在压力泄露的情况。

进一步地，还可通过直接观察待测管道判断是否有压力泄露情况。这里可在终端设备中通过摄像头进行观察。

步骤S802，若待测管道不存在压力泄露情况，通过加压泵向待测管道加压，直至待测管道破裂；在加压过程中，依次在不同压力水平下进行保压并读取压力表、千分表、应变片的数据。

可通过压力表的压力值、千分表、应变片的形变数据得到压力值和形变之间的关系。可在终端设备上生成压力值和形变之间的变化曲线图。

步骤S803，根据压力表的压力值，以及千分表、应变片的形变数据，确定待测管道的极限载荷值。

通过压力表的压力值，以及千分表、应变片的形变数据可确定一个极限载荷值。当待测管道含有缺陷的部分时，在载荷作用下容易暴露出来。

由于本实施例示出的管道压力测试方法应用于前述管道压力测试装置的实施例，相关的内容可参见前述关于管道压力测试装置的描述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种管道压力测试装置，其特征在于，所述管道压力测试装置包括：加压泵、高压水管、应变片、千分表、应变仪、终端设备、压力表；

所述压力表设置在高压水管上，用于测量管内压力值；所述加压泵通过高压水管连接到待测管道；所述应变片和所述千分表设置在待测管道上，且所述应变片通过第一连接线连接到应变仪，所述千分表通过第二连接线连接到应变仪；所述应变仪通过第三连接线连接到终端设备，并将待测管道的变形数据上传至终端设备。

2.根据权利要求1所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述管道压力测试装置还具有用于监控测试过程的摄像头；所述摄像头通过第四连接线连接到终端设备，并将视频数据上传至所述终端设备。

3.根据权利要求1所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述管道压力测试装置具有多个应变片和多个千分表，用于测量所述待测管道外壁上多个位置的变形量。

4.根据权利要求1所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述管道压力测试装置还具有一用于固定待测管道的固定架；

所述固定架具有位于上侧位置的上支架、位于下侧位置的下支架；所述上支架与下支架均为三角形支架，且上支架与下支架通过支撑杆件连接；所述支撑杆件两端分别固定在上支架与下支架三角的位置；

所述固定架还具有一固定杆件；所述固定杆件将待测管道限定于上支架与下支架的一角。

5.根据权利要求4所述的管道压力测试装置，其特征在于，上支架与下支架上分别对应设置有一固定杆件，所述固定杆件在长度方向设置有供螺栓穿过的长条形贯通槽，且上支架、下支架与固定杆件之间通过螺栓固定在一起。

6.根据权利要求4所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述下支架在远离待测管道的一边上固定有两延伸杆件；两延伸杆件上设有配重块。

7.根据权利要求6所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述上支架、下支架、固定杆件、支撑杆件、延伸杆件均由铝合金型材构成，并在各个连接处使用角件连接。

8.根据权利要求4所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述待测管道在与固定架接触的地方套设有缓冲保护套。

9.根据权利要求1所述的管道压力测试装置，其特征在于，所述待测管道一端设置有进水口，另一端设置有出水口。

10.一种管道压力测试方法，其特征在于，所述管道压力测试方法包括步骤：

使用加压泵将待测管道的内压增加至预设值；并根据压力表的读数变化情况判断待测管道是否存在压力泄露的情况；

若待测管道不存在压力泄露情况，通过加压泵向待测管道加压，直至待测管道破裂；在加压过程中，依次在不同压力水平下进行保压并读取压力表、千分表、应变片的数据；

根据压力表的压力值，以及千分表、应变片的形变数据，确定待测管道的极限载荷值。