CS212973B1

CS212973B1 - Equipment for loading pipe sections

Info

Publication number: CS212973B1
Application number: CS477980A
Authority: CS
Inventors: Jiri Mlikovsky; Josef Smitka
Original assignee: Jiri Mlikovsky; Josef Smitka
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Vynález se týká zařízení k zatěžování armatur, odboček a kolen zařazených do potrubních Úseků, určeného pro pevnostní zkoušky těchto potrubních úseků a funkční zkoušky ovládacích mechanismů armatur za působení vnějších silových účinků a vnitřního přetlaku. Vynález řeší novou konstrukci zařízení. Podstata vynélezu spočívá v tom, že zařízení sestává ze dvou protilehlých příčníků, opatřených na obou koncích kloubovými závěsy, mezi nimiž jsou paralelně uspořádány nejméně dva zatěžovací servomotory, přičemž zkoušený potrubní úsek je umístěn uprostřed mezi zatěžovacími servomotory a souběžně s nimi a k příčníkům je připevněn pomocí zaslepovacích přírub. Jednou z přírub je proveden přívod tlakového oleje do vnitřního prostoru zkoušeného potrubního úseku.The invention relates to a device for loading fittings, branches and elbows included in pipeline sections, intended for strength tests of these pipeline sections and functional tests of control mechanisms of fittings under the influence of external force effects and internal overpressure. The invention solves a new design of the device. The essence of the invention lies in the fact that the device consists of two opposite crossbars, equipped with articulated hinges at both ends, between which at least two loading servomotors are arranged in parallel, while the pipeline section under test is located in the middle between the loading servomotors and parallel to them and is attached to the crossbars by means of blind flanges. One of the flanges is used to supply pressurized oil to the internal space of the pipeline section under test.

Description

Vynález se týká zařízení k zatěžování potrubních úseků, zejména vnějšími silovými účinky.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to an apparatus for loading pipeline sections, in particular by external forces.

V provozních podmínkách dochází sesedáním základů, montážními a výrobními nepřesnostmi, silovým působením dopravovaného media a vlivem povětrnostních a jiných podmínek k mechanickému namáhání jednotlivých součástí potrubních řádů. Nejnebezpečnější místa, kde může dojít až k porušení soudržnosti a havarii, jsou ta, v kterých dochází ke změně nebo k zeslabení průřezu. Takovými místy jsou například potrubní úseky s armaturami, koleny a odbočkami, jejichž zařazení v řádech je z funkčního hlediska nezbytné. Odolnost těchto úseků vůči vnějším silovým účinkům musí být nejméně taková jako je odolnost vlast ního potrubí, přičemž u armatur musí zůstat zachovány jejich funkční vlastnosti. Tato odolnost se ověřuje pomocí zařízení různých konstrukcí. Je známo kupříkladu zařízení dle sovětského autorského osvědčení č. 646 209, které sestává z rámu, na němž je upevněn jednak upínací stojan pro upínání armatury a Jednak druhý stojan, upevněný proti upínacímu stojanu. Tento stojan je vybaven dvěma přímočaře vratnými mechanizmy, které na armaturu působí pomocí příruby a třmenu za účelem přiblížení zkušebních podmínek podmínkám provozu. Kanál pro přívod tlakové kapaliny do armatury je proveden v upínacím stojanu. Popsané zařízení, stejně tak jako obdobná jiná známá zařízení, mají zatěžkávací silový tok uzavřen prostřednictvím rámu případně prostřednictvím základů zařízení. Důsledkem toho je robustnost zařízení nebo velké rozměry základů, což jsou nevýhody známých konstrukcí.Under operating conditions, the foundation of the foundations, assembly and manufacturing inaccuracies, the force action of the conveyed medium and the weathering and other conditions lead to mechanical stress on individual components of the piping system. The most dangerous places where cohesion and accidental failure can occur are those where the cross-section is changed or weakened. Such places are, for example, pipeline sections with fittings, elbows and branches, the inclusion of which in order is functionally necessary. The resistance of these sections to external forces shall be at least the same as that of the pipeline, while maintaining the performance of the fittings. This resistance is verified using devices of different designs. For example, there is known a device according to the Soviet copyright certificate No. 646 209, which consists of a frame on which both a clamping stand for clamping the armature and a second stand fixed against the clamping stand are fixed. This stand is equipped with two rectilinear reversing mechanisms that act on the fitting by means of a flange and yoke to bring the test conditions closer to the operating conditions. The channel for supplying the pressure fluid to the fitting is provided in the clamping stand. The described device, as well as similar known devices, have the load force flow closed by means of a frame or by means of the foundation of the device. The consequence of this is the robustness of the apparatus or the large dimensions of the foundations, which are disadvantages of the known designs.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje v podstatě vynález, kterým j® zařízení k zatěžování potrubních úseků, zejména vnějšími silovými účinky a jeho podstata spočívá v tom, že sestává ze dvou protilehlých příčníků, opatřených jednak na obou koncích kloubovými závěsy, mezi nimiž jsou paralelně uspořádány nejméně dva zatěžovaeí servomotory, a jednak uprostřed své délky upínacími přírubami pro uchycení zkoušeného potrubního úseku.The aforementioned disadvantages are essentially eliminated by the invention by means of which the apparatus for loading pipeline sections, in particular external forces, is composed of two opposing crossbars, provided on both ends with articulated hinges, at least two of which are parallel in parallel. load servomotors, and on the other hand, in the middle of its length, with clamping flanges for attaching the tested pipe section.

Další podstatou vynálezu je, že zkoušený potrubní úsek je na obou koncích opatřen zaslepovacími přírubami pro připojení potrubního úseku k upínacím přírubám příčníků, přičemž jedna ze zaslepovacích přírub je opatřena přívodním potrubím tlakového media do vnitřního prostoru potrubního úseku.It is a further object of the invention that the pipe section to be tested is provided at both ends with blanking flanges for connecting the pipe section to the clamping flanges of the crossbars, one of the blanking flanges being provided with a pressure medium supply pipe into the interior of the pipe section.

Další podstatou vynálezu je, že zatěžovaeí servomotory jsou opatřeny na čelech jednak krycí trubkou, v níž jsou uloženy odlehčená pístnice servomotoru a snímač polohy odlehčené pístnice, a jednak zatěžovaeí pístnici, na kterou navazuje spojovací tyč, přičemž mezi zatěžovaeí pístnici a spojovací tyčí je uložen siloměr.A further principle of the invention is that the load servomotors are provided on the faces with a cover tube in which the lightweight piston rod of the actuator and the lightweight piston rod position sensor are mounted, and a load rod connected to the connecting rod. .

Další podstatou vynálezu je, že zatěžovaeí servomotory jsou na obvodě opatřeny servoventily s přívody a odpady pracovního media.A further essence of the invention is that the load-actuating motors are provided on the periphery with servo valves with inlet and outlet of the working medium.

Konečně je podstatou vynálezu, že příčníky jsou uloženy na podpěrách volně posuvných po základu, zatímco zkoušený potrubní úsek je uložen na zvedacím zařízení.Finally, it is the essence of the invention that the crossbars are supported on supports freely movable on the ground, while the pipe section under test is supported on a lifting device.

212 973212 973

Vyšší účinek vynálezu lze spatřovat v tom, že uzavřením silového toku nezávisle na rámu nebo základech zařízení dojde k podstatnému snížení hmotnosti zařízení, a protože jak rám tak i základ u zařízení dle vynálezu není nutný, lze toto zařízeni snadno přemístit, přičemž klade minimální nároky na instalaci.The higher effect of the invention can be seen in the fact that by closing the power flow independently of the frame or the foundation of the device, the weight of the device is significantly reduced and since both the frame and the base are not necessary in the device according to the invention, this device can be easily moved. installation.

Příklad konkrétního provedení zařízení k zatěžování potrubních úseků dle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde obr. 1. představuje nárys a obr. 2. půdorys zařízení se zakresleným zkoušeným potrubním úsekem. Nárys je pro větší přehlednost nakreslen bez zatěžovacích servomotorů. Zařízení'dle vynálezu sestává ze dvou protilehlých příčníků 1, opatřených jednak uprostřed své délky upínacími přírubami 2 pro uchycení zkoušeného potrubního úseku j a jednak na obou koncích kloubovými závěsy 4, mezi nimiž jsou paralelně uspořádány dva hydraulické zatěžovací servomotory £. Vlastní zkoušený potrubní úsek j je tvořen zkoušenou armaturou £ opatřenou přilehlými částmi zkoušeného potrubí 2 ^a je z obou stran ukončen přivařenými zaslepovacími přírubami 8. Pomocí zaslepovacích přírub 8 je zkoušený potrubní úsek j připevněn k upínacím přírubám 2 příčníků 1. Jedna ze zaslepovacích přírub 8 je opatřena přívodním potrubím £ pro přívod tlakového media do vnitřního prostoru zkoušeného potrubního úseku j. Hydraulické zatěžovací servomotory £ jsou na čelech opatřeny jednak krycí trubkou 10, v níž je uložena odlehčená pístnice 11 servomotoru £ a Indukční snímač polohy 12 odlehčené pístnice 11. a jednak zatěžovací pístnici lj, na kterou navazuje spojovací tyč 14, přičemž mezi zatěžovací pístnici 13 a spojovací tyčí 14 je uložen siloměr 1£. Dále jsou hydraulické zatěžovací servomotory £ na obvodě opatřeny elektrohydraulickými servoventily 16 s pohyblivými přívody 17 a odpady 18 tlakového oleje pro řízení směru a velikosti síly vznikající ve válcích. Příčníky 1 jsou uloženy na podpěrách 19. volně posuvných po základu, zatímco zkoušený potrubní úsek 3 je uložen na elektromechanickém zvedacím zařízení 20.An example of a particular embodiment of a pipe section loading device according to the invention is schematically shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a front view and Fig. 2 is a plan view of the device with the pipe section under test shown. The front view is drawn without load servomotors for greater clarity. The device according to the invention consists of two opposing crossbars 1 provided, on the one hand, in the middle of their length with clamping flanges 2 for holding the test pipe section and on both ends with articulated hinges 4 between which two hydraulic load servomotors 4 are arranged. The pipeline section itself is formed by a test fitting 6 provided with adjacent portions of the pipeline 2 ^and is terminated on both sides by welded blanking flanges 8. By means of the blanking flanges 8, the pipeline section 6 is attached to the clamping flanges 2 of the crossbars 1. One of the blanking flanges 8 is The hydraulic loading servomotors 4 are provided with a cover tube 10 on the front side, in which the lightweight piston rod 11 of the actuator 6 and the inductive position sensor 12 of the lightweight piston rod 11 and the load The piston rod 11 is connected to the connecting rod 14, and a load cell 16 is arranged between the loading rod 13 and the connecting rod 14. Further, the hydraulic load servomotors 6 are provided on the periphery with electrohydraulic servo valves 16 with movable inlets 17 and pressure oil wastes 18 for controlling the direction and magnitude of the force generated in the cylinders. The crossbars 1 are supported on supports 19 freely movable on the base, while the pipe section 3 under test is supported on an electromechanical lifting device 20.

Zařízení dle vynálezu umožňuje zatížení zkoušeného potrubního úseku j jak základními druhy zatížení, to je osovým tahem nebo tlakem, ohybovým momentem a vnitřním přetlakem, tak jejich vzájemnými kombinacemi. Zkoušený potrubní úsek j se vloží mezi upínací příruby 2 příčníků 1, k nimž se připevní pomocí zaslepovacích přírub 8, přičemž se do jedné ze zaslepovacích přírub 8 napojí přívodní potrubí £ tlakového pracovního media.The device according to the invention permits loading of the pipe section under test with both basic types of load, i.e. axial tension or compression, bending moment and internal overpressure, as well as combinations thereof. The pipe section to be tested is inserted between the clamping flanges 2 of the crossbars 1, to which it is attached by means of blanking flanges 8, the supply piping 6 of the pressure working medium being connected to one of the blanking flanges 8.

Nato se vyrovná průhyb zkoušeného potrubního úseku j pomocí elektromechanického zvedacího zařízení 20. k elektrohydraulickému servoventilu 16 se připojí přívod 17 a odpad 18 tlakového oleje a po připojení zařízení na neznázorněnou řídící a měřící aparaturu je zařízení připraveno k provozu.Thereafter, the deflection of the pipe section j is compensated by means of an electromechanical lifting device 20. a supply line 17 and a pressure oil outlet 18 are connected to the electrohydraulic servo valve 16 and, after connecting the apparatus to a control and measuring apparatus (not shown), the apparatus is ready for operation.

Při základním zatěžování osovým tahem se přivádí tlakový olej přívodem 17 do elektrohydraullckých servoventilů 16. kterými je usměrňován do pracovního prostoru hydraulických zatěžovacích servomotorů £ na straně odlehčené pístnice lj. Síla, vyvozená tlakem oleje ve válcích, se přenáší zatěžovacími pístnicemi 13 na siloměry 15 a pomocí spojovacích tyčí 14 přes kloubové závěsy 4 na příčník i umístěný na straně siloměrů 15 a reakceDuring the basic axial tensile loading, the pressurized oil is fed via an inlet 17 into the electrohydraullic servo valves 16 through which it is directed into the working space of the hydraulic load servomotors 6 on the side of the lightened piston rod 11. The force exerted by the oil pressure in the cylinders is transmitted by the load rods 13 to the load cells 15 and by means of the connecting rods 14 via the articulated hinges 4 to the crossbar i located on the side of the load cells 15 and the reaction

212 S73 se ze servomotorů 2 přenáší krycími trubkami 10 přes kloubová závěsy 4 na protilehlý příčník 1. Zkoušený potrubní úsek je tak namáhán tahovou osovou silou danou součtem dvou stejných sil vyvozených hydraulickými zatěžovacími servomotory 2· Velikost zatěžujících sil je dána úrovní přiváděného tlaku do servomotorů £ a je měřena siloměry 15.212 S73 is transferred from the servomotors 2 through the cover tubes 10 via articulated hinges 4 to the opposite crossbar 1. The pipe section under test is thus stressed by the tensile axial force given by the sum of two equal forces exerted by the hydraulic servomotors 2. and is measured by load cells 15.

V případě potřeby je možno měřit současně velikost posunutí odlehčených pístníc 11 indukčními snímači polohy 12»If necessary, the displacement of the lightweight piston rods 11 can be measured simultaneously by inductive position sensors 12 »

Při zatěžování osovým tlakem se přivádí tlakový olej do pracovního prostoru hydraulických zatěžovacích servomotorů 2 na straně zatěžovací pístnice 13. Tím vzniká v servomotorech 2 síla opačného smyslu než v předchozím případě. Tato se přenáší na příčníky 1 a ve zkoušeném potrubí J tak vzniká namáhání osovým tlakem.When axial pressure is applied, pressurized oil is supplied to the working space of the hydraulic loading servomotors 2 on the side of the loading piston 13. This creates a force of opposite direction to the servomotors 2 than in the previous case. This is transferred to the crossbars 1 and axial pressure is thus created in the pipe to be tested.

Zatěžování ohybovým momentem se provádí tak, že se přivádí tlakový olej do pracovních prostorů u jednoho hydraulického zatěžovacího servomotoru 2 straně odlehčené pístnice 11 a u druhého hydraulického zatěžovacího servomotoru 2 na straně zatěžovací pístnice 13. Opačný smysl sil, vyvozený hydraulickými zatěžovacími servomotory 2 vytvoří na jedné straně příčníků 1 tahovou složku a na druhé straně příčníků 1 složku tlakovou. Výslednicí této silové dvojice je ohybový moment přenášený příčníky 1 na zkoušený potrubní úsek J. Reversací elektrohydraulictjfch servoventilů 16 je možno vyvodit ohybový moment opačného smyslu a je tak možno provádět cyklické zatěžováni zkoušeného potrubního úseku J.The bending moment load is carried out by supplying pressure oil to the working spaces of one hydraulic load servomotor 2 of the lightweight piston rod 11 and of the other hydraulic load servomotor 2 of the load piston rod 13. The opposite sense of forces exerted by the hydraulic load servomotors 2 creates of the crossbars 1 and the pressure component on the other side of the crossbars 1. The result of this power pair is the bending moment transmitted by the crossbars 1 to the pipeline section J. By reversing the electrohydraulic servo valves 16, a bending moment of the opposite direction can be derived and the cyclic loading of the pipeline section J can be performed.

Zatěžování vnitřním přetlakem se provádí tak, že se tlakové medium přivádí přívodním potrubím 2 do zaslepovací příruby 8, která je vnitřně propojena s vnitřním prostorem zkoušeného potrubního úseku χ. Přivedený tlak působí na vnitřní stěny zkoušeného potrubí 2 a zkoušené armatury 6. Tahová osové síla, ve zkoušeném potrubním úseku j, vyvolaná působením tlakového media na dna zašlepovacích přírub 8, je kompenzována odpovídajícím tlakem hydraulických zatěžovacích-servomotorů 2· Tlak media vstupujícího do vnitřního prostoru zkoušeného potrubního úseku 3 je možno programově řídit a zatěžovat jej tak cyklicky časově proměnným vnitřním přetlakem.The internal overpressure is carried out by supplying the pressure medium through the supply line 2 to the blanking flange 8, which is internally connected to the interior of the tested pipe section χ. The applied pressure acts on the inner walls of the tested pipe 2 and the tested valve 6. The tensile axial force in the tested pipe section j caused by the pressure medium acting on the bottom of the blanking flanges 8 is compensated by the corresponding pressure of the hydraulic loading servomotors. It is possible to control the tested pipe section 3 programmatically and load it with cyclically variable internal pressure over time.

Kombinované způsoby zatěžování jsou kombinacemi základních způsobů a nejsou proto popisovány. Komplexní zatěžování a hodnocení napjatosti při různých režimech zatěžování lze tak provádět na jediném zařízení. Dále je možno měřit změny ovládacích sil pohonů armatur, vyvolaných působením sil a ohybových momentů včetně vnitřního přetlaku. Kromě toho je možno ověřovat těsnost svárových spojů, ucpávek, vík a přírubových spojů v závislosti na druhu namáhání.Combined loading methods are combinations of the basic methods and are therefore not described. Complex loading and stress evaluation under different loading modes can be performed on a single device. It is also possible to measure changes in the actuating forces of the valve actuators caused by forces and bending moments including internal overpressure. In addition, it is possible to check the tightness of welded joints, glands, caps and flange joints depending on the type of stress.

Claims

Apparatus for loading pipeline sections, in particular external force effects, characterized in that it consists of two opposing crossbars (1) provided on both ends with articulated hinges (4) between which at least two load servomotors (5) are arranged in parallel. and, in the middle of its length, clamping flanges (2) for receiving the pipe section under test.

Device according to claim 1, characterized in that blanking flanges (8) are connected to the clamping flanges (2) of the crossbars (1) for connecting the pipe section to the clamping flanges (2) of the crossbars (1), being one of the blanking flanges ( 8) is provided with a pressure medium supply line (9) into the interior of the pipe section.

Device according to claim 1, characterized in that the load servomotors (5) are provided on the faces with a cover tube (10) in which the lightweight piston rods (11) of the servomotor (5) and the lightweight piston rod position sensor (12) are mounted. 11) and on the other hand a load rod (13), to which a connecting rod (14) is connected, a load cell (15) being mounted between the load rod (13) and the connecting rod (14).

Device according to Claims 1 and 3, characterized in that the load servomotors (5) are provided on the periphery with servo valves (16) with inlets (17) and waste medium (18).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the crossbars (1) are supported on supports (19) freely displaceable on the foundation, and between them there is a lifting device (20) for receiving the pipeline under test.