CN202092941U - 天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备，属于天然气管道内壁减阻涂层试验领域。所述牵引实验设备包括试验平台、牵引液压缸、液压安装架、牵引架、钢管固定架及电气控制系统，所述试验平台用于固定所述钢管底架和液压安装架，所述牵引液压缸安装在所述液压安装架上，所述牵引液压缸与所述牵引架相连，所述牵引架的另一端与所述机械清管器相连，所述钢管固定架用于支撑待测天然气管道，所述电气控制系统控制所述牵引液压缸动作，使得所述牵引架沿所述试验平台移动。本实用新型所述牵引试验设备能够保证牵引试验的顺利进行。

Description

天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备

技术领域

本实用新型涉及一种实验设备，特别涉及一种天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验，能够适应于全管体天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验。

背景技术

国外天然气干线管道几乎全部采取内涂减阻涂层，以改变钢管内壁表面粗糙度(也称光洁度)，以改善天然气输送工艺条件，最终起到节能降耗的目的。

国内在2002年开始建设西气东输天然气φ1016管道工程(西一线)，2004年新建陕京二线φ1016干线，由于西气东输(陕京二线、西气东输二线)长距离输气工艺上的需要，设计上采用了管道内壁涂敷减阻涂层以减少内表面粗糙度，改善天然气输送管道摩阻，以实现在经济运行工况条件下输送天然气，也减少了增加压缩机等一系列输气设施建设期投资。

有资料表明，具有内壁减阻涂层的天然气管道能够增加输量5～15％，同时减少了压缩机的数量、降低了压缩机机的能耗，很明显内壁减阻涂层给天然气管道带来的效益是显著的。

西气东输天然气管道已运行多年，不能确定管道内堆积的天然气粉尘、轻质油、残留的密封脂、外腐蚀状况，也不能确定管内壁减阻涂层状况，需要对管道内壁减阻涂层进行多项试验，其中牵引试验是其中的一个方法，通过多种技术手段对内壁减阻涂层进行试验，以便开展后续的内壁减阻涂层评估工作。试验后可以确定清管器过盈量、清管器几何形状及重量等，为管道智能检测清管器做好前期准备，以完善管道完整性数据、管道内壁减阻涂层技术标准等。

但是，目前缺少一个专用的牵引实验设备，导致牵引试验无法顺利进行。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型实施例提供了一种天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备。所述技术方案如下：

一种天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备，所述牵引实验设备包括试验平台、牵引液压缸、液压安装架、牵引架、钢管固定架及电气控制系统，所述试验平台用于固定所述钢管底架和液压安装架，所述牵引液压缸安装在所述液压安装架上，所述牵引液压缸与所述牵引架相连，所述牵引架的另一端与所述机械清管器相连，所述钢管固定架用于支撑待测天然气管道，所述电气控制系统控制所述牵引液压缸动作，使得所述牵引架沿所述试验平台移动。

具体地，所述试验平台包括多根H型钢纵梁和多根长横梁，通过焊接最终组成钢底架结构，所述试验平台通过螺栓与地面固定。

具体地，所述钢管固定架包括两套托架。

具体地，所述牵引架包括多根管架，每根所述管架包括钢管、连接法兰、滚轮及滚轮支撑，所述钢管的两端设置着所述连接法兰，所述钢管的下部连接着所述滚轮支撑，所述滚轮支撑末端连接着所述滚轮。

具体地，所述牵引液压缸为双级液压缸。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：相比现有技术缺少专用的牵引试验设备，本实用新型通过试验平台、牵引液压缸、液压安装架、牵引架、钢管固定架及电气控制系统组成牵引试验设备，能够保证牵引试验的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例所述天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图。

图中：10试验平台，11钢底架，12钢管固定架，20牵引液压缸，21液压安装架，30牵引架，31钢管，32连接法兰，33滚轮，34滚轮支撑，40常规机械清管器，50电气控制系统，60待测天然气管道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，还可参见图2及图3，本实用新型实施例所述的一种天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备，所述牵引实验设备包括试验平台10、牵引液压缸20、液压安装架21、牵引架30、钢管固定架12及电气控制系统50，所述试验平台10用于固定所述钢管底架和液压安装架21，所述牵引液压缸20安装在所述液压安装架21上，所述牵引液压缸20与所述牵引架30相连，所述牵引架30的另一端与所述机械清管器相连，所述钢管固定架12用于支撑待测天然气管道60，所述电气控制系统50控制所述牵引液压缸20动作，使得所述牵引架30沿所述试验平台10移动。

本实用新型集成了液压、机械、数控系统，在硬化的地坪上，采用水平安装方式，能够适应全管体管道内壁减阻涂层清管器牵引试验，所述牵引试验设备为模块式结构，即所有设备为单独的个体，全部采用对称式结构，具有良好的互换性，需要连接的部位全部采用高强螺栓紧固，以提高设备结构的刚性。

具体地，如图1所示，所述试验平台10包括多根H型钢纵梁和多根长横梁，通过焊接最终组成钢底架11结构，所述试验平台10通过螺栓与地面固定。本例是采用150*150H型钢焊接成型的试验平台10，具体地，所述试验平台10是由两根16000mm长H型钢纵梁(即轨道)和四根500mm长横梁组成，所述试验平台10与地面采用膨胀螺栓连接。

具体地，如图1所示，钢管固定架12安装在试验平台10上，所述钢管固定架12包括两套托架。

具体地，如图1所示，本例中，牵引液压缸20为双级液压缸，具有大行程牵引的特点，双级液压缸的行程为1500mm，液压安装架21安装在试验平台10上，通过螺栓与试验平台10连接。其中，液压安装架由三根H型钢组成，是由螺栓连接而成。

具体地，如图1所示，所述牵引架30包括多根管架，每根所述管架包括钢管31、连接法兰32、滚轮33及滚轮支撑34，所述钢管31的两端设置着所述连接法兰32，所述钢管31的下部连接着所述滚轮支撑34，所述滚轮支撑34末端连接着所述滚轮33。本例中，由于液压缸的行程有限为1500mm，牵引架30由若干根1000mm长的管架组成，钢管31采用φ108无缝钢管。其中，牵引架30连接长度可根据清管器在待测天然气管道60内的位置与牵引液压缸20端头的距离确定，以保证全管体管道清管器牵引试验在任意一个位置实施。

具体地，常规机械清管器40的结构可以是直板型，也可以是蝶型，它们多用于石油天然气管道清管作业。

清管器托盘，用于该套方法试验的清管器托盘用于试验过程中的收球或发球用，几乎任何清管器有过盈量，一般为直径的1.5～5％，密封盘即直板密封盘或蝶型密封盘都有硬度，一般在邵氏A指标的85左右；借助于清管器托盘能够很容易的将清管器放在试验管道的端口，方便牵引试验时清管器收发球。

本例中，参见图1所示，所述电气控制系统50是一套集PLC、数控系统组成的自动化程度极高的自控系统，由PLC、多通道数据采集系统、位移传感器组成。

1、本实用新型实施例所述天然气管道内壁减阻涂层牵引试验设备技术规格如下：

1.1试验设备技术规格

(1)管径适应范围：φ1016mm    钢管长度8000～12000mm

(2)适应内壁减阻涂层材料类型：无溶剂双组分液态环氧树脂涂层

                             溶剂型液态环氧涂层

(3)清管器轴向拖动行程：1500mm

(4)清管器轴向拖动速度：0～50mm/second

(5)轴向拖动力：5000kg

(6)液压站功率：7.5kW

(7)双级液压缸最大行程：1500mm

(8)液压泵最大排量：50.0ml/r(推进速度：3.0m/min)

(最高工作压力：16MPa)

(9)设备重量：3.0吨

(10)试验设备占地面积：4m×17m(全管体12m长)

1.2试验设备工厂条件

(1)工厂供电参数

单相电压：220(V)

三相电压：3×4000/240(3V+N+PE)(三相五线制)

频率：50/60(Hz)

电压波动范围：±10(％)

保护类型：IP54

(4)安装地点说明

如果待测天然气管道全部采取4m长，设备占地面积为：4m×7m，成套牵引试验设备可以在试验室安装，一般2m长大口径(φ1219、δ＝14)钢管试件较重(650kg左右)，在试验室回转空间较小搬运极困难，容易发生砸伤事故，操作时存在安全隐患。

为最大程度地保证试验在安全条件下操作，牵引试验设备安装在专用试验场，钢管试件长度可以任意加工，试验时操作较为安全；钢管可以采用多种起重方法。

2、试验方法执行及参照标准

(1)GB50251-2003《输气管道工程设计规范》

(2)Q/SY GJX0117-2008《西气东输二线管道工程线路工程清管试压技术规范》

(3)Q/SY GJX0106-2007《西气东输二线管道工程钢质管道三层结构聚乙烯防腐层技术规范》

(4)Q/SY GJX0106-2007《西气东输二线管道工程钢质管道内壁减阻涂层技术规范》

(5)ASTM D 968  耐磨性试验方法

(6)API PR5L2   美国非腐蚀性气体输送管道内涂层推荐做法

(7)GBE/CM1-BG/PS/CM2  英国天然气工程-气体技术规范

3、牵引试验设备试验方法

3.1牵引试验设备功能

设定液压系统压力在16MPa，保证两级双作用液压缸的一个单行程速度为3m/min，行程为1500mm；牵引的次数设定范围为根据试验要求。

3.2牵引试验设备使用方法

牵引试验设备即试验平台为型钢焊接结构，需要待测天然气管道通过叉车或吊车放置到试验平台上。

将牵引液压缸与牵引架连接，牵引架由若干节1000mm的短节组成，长度可调。

将清管器托盘对准管道另一端口，将牵引架的另一端与清管器连接。

对清管器进行往复牵引，清管器对管内壁涂层产生摩擦，清管器的密封皮碗与管道内壁与有相对的作用力即摩擦力，这种摩擦力对内壁减阻涂层具有一定的磨损作用，通过清管器牵引试验获得两种测试数据，通过数据得到所需的结果：

不同过盈量的清管器皮碗对同一种内涂层的损伤作用。

采用内壁减阻涂层厚度测试方法，比较试验前内涂层厚度和试验后内涂层厚度。

同一过盈量的清管器皮碗通过不同次数的牵引试验，对内涂层的损伤作用。

同样采用内壁减阻涂层厚度测试方法，比较试验前内涂层厚度和试验后内涂层厚度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种天然气管道内壁减阻涂层常规机械清管器牵引试验设备，其特征在于，所述牵引实验设备包括试验平台、牵引液压缸、液压安装架、牵引架、钢管固定架及电气控制系统，所述试验平台用于固定所述钢管底架和液压安装架，所述牵引液压缸安装在所述液压安装架上，所述牵引液压缸与所述牵引架相连，所述牵引架的另一端与所述机械清管器相连，所述钢管固定架用于支撑待测天然气管道，所述电气控制系统控制所述牵引液压缸动作，使得所述牵引架沿所述试验平台移动。

2.如权利要求1所述的牵引试验设备，其特征在于，所述试验平台包括多根H型钢纵梁和多根长横梁，通过焊接最终组成钢底架结构，所述试验平台通过螺栓与地面固定。

3.如权利要求1所述的牵引试验设备，其特征在于，所述钢管固定架包括两套托架。

4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的牵引试验设备，其特征在于，所述牵引架包括多根管架，每根所述管架包括钢管、连接法兰、滚轮及滚轮支撑，所述钢管的两端设置着所述连接法兰，所述钢管的下部连接着所述滚轮支撑，所述滚轮支撑末端连接着所述滚轮。

5.如权利要求4所述的牵引试验设备，其特征在于，所述牵引液压缸为双级液压缸。

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