DE1973177U

DE1973177U - Vorrichtung fuer die zerstoerungsfreie pruefung von druckgefaessen.

Info

Publication number: DE1973177U
Application number: DED31098U
Authority: DE
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1964-06-12
Filing date: 1965-04-12
Publication date: 1967-11-23
Also published as: US3230760A; GB1069318A; NL6506058A; SE309687B; DK113181B

Description

The Dow Chemical Company,- Kidland ₃, Hiehigan, Y,St.A.

Vorrichtung für die zerstörungsfreie Prüfung "von Druckgefässen

Die Erfindung "betrifft eine Verbesserung einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien hydrostatischen Prüfung τοη Druckgefäßsen.

Bei der hydrostatischen Prüfung τοη Druckgefässen wird ein im. wesentlichen unz us aminen druckbares Strömungsmittel unter Druck in ein strömungsmittelgefülltes Prüfgefäss gepumpt. Wenn eine zunehmende Strömungsmittelmenge in das G-efäss. gepumpt wird s steigt der Innendruck des G-efässes an. Die in das G-efäss gepumpte Strömungsmittelmenge ist .

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proportional dem Innendruck in dem G-efäss , bis die Elastizitätsgrenze des G-efäss es erreicht worden ist* Über die Elastizitätsgrenze hinaus sind die gepumpte Strömungsmittelraenge und der Innendruck zueinander michi länger proportional. Dies kann ζ „JB.. leicht aus einer Aufzeichnung; des Ixinendruckes zur Strömungsmittelmenge ersehen werden, die in ein unter Prüfung stehendes strömungsmit~elgefülltes G-efäss eingeführt wird, worin eine gerade Linie erzeugt wird, bevor das Sefäss seine Elastizitätsgrenze erreicht. Über diese Elastizitätsgrenze hi^naus weicht die linie in der Steigung ab.

Gewöhnlich wird Druck zu Volumen, oder Druck zu Zeit (wenn eine Pumpe mit konstanter Volumenlieferung benutzt wird) durch eine Aufzeiehnungseinrichtung in einer zerstörungsfreien hydrostatischen. Druckprüfung aufgezeichnet und die Prüfung wird aneinem Punkt beendet, wo die Linie in der Steigung abweicht, d.h.» bei etwa der Elastizitätsgrenze des G-efässes, welches der Prüfung unterliegt. Indessen kann die Präzision und Genauigkeit der Aufzeichnung schädlich durch ein oder mehrere der folgenden Faktoren beeinflusst werden? TJngleichmässige Pump-vernal tnisse, Schlupf in der Aiitriebskupplimg zwischen der Pumpe und der Aufzeichnungseinrichtung sowie fehlerhafte Ventilwirkung der Pumpe» Die Erfindung

ist

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ist daher auf eine Verbesserung und die wesentliche Ausschaltung dieser schädlichen Wirkungen gerichtet.

Der hier "benutzte Ausguck "Druckgefäss" bedeutet geschlossene oder verschliessbare -Behälter irgendeiner Form, die gewöhnlich im. Gebrauch Druck ausgesetzt smnd und es. sollen darin G-asspeicherzylinder, Reaktortanks-3 Druckrohrleitungen und Bohre, Rohrleitungen, Tankwagen, Speichertanks, Kessel., Kesselrohre, G-eschossteile, Kombinationen derselben und dergleichen eingeschlossen sein.

Der Ausdruck "Übertragungsgerät⁵', der hia? benutzt wird, bedeutet eine Vorrichtung.^ die durch Kraft von einem System aktiviert wird und Kraft an ein zweites System, liefert.

Die vorliegende Erfindung schliesst eine Verbesserung in einem nientzerstörenden _f hydrostatischen Verfahren ein, welches ein Druckgefäss prüft, das elastische Deformation zeigt, wenn es der Ausdehnung durch eine im wesentlichen unzusammendrückbare Flüssigkeit unterworfen wird. Eine im wesentlichen unzusaiiimendrückbare !Flüssigkeit aus einem. Flüssigkeitsvorratsbehälter wird in das Innere eines flüssigkeitsgeftlllten G-efässes gepumpt-, um dadurch den Innendruck in diesem G-efäss über den Umgebungsdruck des Sefässes zu erhöhen, wobei man

automatisch

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automatisch an einer AufzeichiLungsein.rich.tung eine einzelne Linie als graphische Aufzeichnung des sich ergebenden Druckes im Innern des Gefässes als eine Punktion der so in das Sefä® eingeführten Flüssigkeit smenge erhält, wobei aus der Aufzeichnung der Punkt bestimmt wird, an welchem der Druck in dem G-efäss nicht zu der in das Gefäss eingeführten Flüssigkeitsmenge proportional ist, wodurch die Elastizitätsgrenze des Gefässes entdeckt wird und wobei die Einführung der Flüssigkeit in das Gefäss bei etwa dieser Elastizitätsgrenze unterbrochen wird. Bie vorliegende Verbesserung umfasst? Die Yerbiiadung eines Gewichtsübertragungsgerätes mit der Auf ζ ei chnungseinrichtung und mit dem Behälter, der den Flüssigkeit svorra.t enthält.. Wenn Flüssigkeit an die Pumpe aus dem Behälter strömt_s nimmt das Flüssigkeitsgewicht in dem Behälter ab. Das Gewichtsübertragungsgerät stellt diese Abnahme im Gewicht fest und überträgt eine elektrische Spannung an die Auf zeichnung seinrichtung, wobei diese Spannung der Abnahme im Flüssigkeitsgewicht in dem genannten Flüssigkeitsvorratsbehälter entspricht. Die Abnahme in Gewicht der Flüssigkeit in dem. Behälter bildet dadurch ein genaues und leicht unterscheidbares Hass; der in das der Prüfung, unterliegende Druckgefäss eingeführten

FXtIs s igk ei t ♦

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3?lüssigkeit. Dies wird vermerkt und kann mit Bezug auf den Druck in dem Prüfgefäss aufgezeichnet werden.

In .der Yorrichtung nach, der Erfindung üben die Ungleichmässigkeit von PumpverhältnisserL, Schlupf in Antriebskupplungen zwischen Pumpe und A-ufzeichnungseinrichtung und fehlerhafte Tentilwirkung der Pumpe keinen schädlichen Einfluss mehr auf die Schärfe und Richtigkeit der Prüfung aus. ■ .

Zur Ausführung der Erfindung ist eine Torrichtung zusammengebaut, wie sie in der Ausführung nach Pig. 1 gezeigt istl Diese Torrichtung "besteht aus einem Gewichtsübertragungsgerät, das von einem starren Sued, Waagebalken ( weigh "beam ) genannt, getragen wird. Bin ^lüss^Igkeitsvorratsbehälter ist mit dem G-ewicht sübertragungsgerät verbunden und von dem Waagebalken aus auf gehängt *Ber Flüssigkeitsbehälter ist auch durch eine leitung, ein Kohr oder eine Rohrleitung durch eine Pumpe mit dem. Inneren des zu prüfenden G-efässes verbunden» "Das Gewichts*- Übertragungsgerät kann z.B. die !orm eines Spannungs-'" messbrückenstromkreises, der an dem Balken, befestigt ist 5 haben. Im Betrieb wird_? wenn flüssigkeit aus dem Ilüssigkeitsvorratsbehälter in das Erüfgefäss gepumpt wird j die G-ewichtsabnähme in dem Behälter durch das G-ewichtsubertragungsgerät festgestellt.

der

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der Gewichtsverlust in eine entsprechende elektrische Spannung umgewandelt und an die Aufzeichnungseixirichtung übertragen.

Gewichtsübertragungsgeräte, die für die Benutzung hierbei geeignet sind ^ sehlies sen z,*B„ handelsübliche Waagebalken oder Wäge- oder ffewichtszellen ein. Diese Einheiten benutzen Spannungsm.essbrückenstromkreise, die an einem Spanmings"balken oder einer Spannungswelle angebracht sind*

Die Pumpe, die Druckübertragungsaufzeichnungs einrichtung und die unz us arnm end rückbar en Flüssigkeiten, die hierbei zur Yerwendung geeignet sind, sind 3enej die normalerweise bei Yerfahren zur zerstörungsfreien <r hydrostatischen Druckgefässprüfung .. benutzt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung; . . -

Beispiel 1

Ein Prüfgefäss, welches aus einem Stahltank von etwa (30^R) 76,2 cm. im Durchmesser_s etwa (60^S!) 152j4 cm in der Länge besteht,und- eine !Wandstärke von etwa (l/4^ft) 6,35 m hat, wurde in einer Torrichtung eingesetzt, die ähnlich derjenigen nach

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]?ig. 1 aufgebaut war. Das Prüfgefäss wurde mit Wasser, gefüllt und wurde mit einem Strömungsmitte 1--liefertank und einer Pumpe verbunden. Die Pumpe war eine solche der positiven Yerdrängungsart. Eine typische handelsübliche Druckübertragungseinrichtung wurde pn dem Prüfgefäss befestigt und wurde durch ©in Drahtkabel mit einer Auf ζ eichiLungs einrichtung der X- Y—lype verbunden. Eine öewichtsübertragungseinrichtung in der Porra einer typischen handelsüblichen WaagebalkenübertragungskomMnation wurde dann mit dem Aufzeichner und den Wasservorrat stank verbunden· Die &ewichtsübertragun_ös einrichtung wurde an einem Waagebalken ( weigh "beam ) angebracht. Der Wasservorratsbehälter wurde an dem Waagebalken aufgehängt j dieser Balken war seinerseits an einem Magnesiumrahmen angebracht» Mach Anbringung des Gefässes an der Prüfungsvorrichtung wurde die Pumpe angelassen, So wie das in das Prüfgefäss eingeführte Wassergewicht zunahm_? begann der Druck in dem G-efäss anzusteigen* Das in das wassergefüllte G-efäss gepumpte Wassergewicht wurde durch die G-ewichtsüb-ertragungs— einrichtung, festgestellt, indem der Übertrager die Sewichtsabnähme des Wassers in dem. Wasservorratsbehälter maß. Diese Abnahme im G-ewicht hatte die Wirkung _? das Wider stands element in. der (iewichtsüber-

tr agungs e inr i eht ung

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tragungseinrichtung zu verändern. Eine elektrische Spannung, die anzeigend für die, d.h. proportional zu der Abnahme im Gewicht des Strömungsmittelvorratsbeiiälters war, wurde dann an die Auf ζ ei chmings einrichtung gesandt. Die durch die Druckübertragungseinrichtung entdeckten Druekimpulse wurden ebenfalls an die Aufzeichnungseinrichtung in Form einer elektrischen Spannung gesandt« Als der Druck anstieg, erzeugte die Aufzeichnungseinrichtung eine durch die Aufzeichnungsfeder gezogene Linie.. Diese linie zeigte sowohl den Druck in dem Gefäss zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt als eine Funktion der Gewichtsabniome in dem Wasservorratsbehälter ( äquivalent zu der Flüssigkeitsvolumen- oder der Flüssigkeitsgewichtszunahme in dem Gefäss) an. Solange, wie der dem- Gefäss erteilte Druck sich in dem Bereich befand, wo das Baumaterial des Prüfgefässes noch in seiner Elastizitätsgrenze war,- bildete die Druckzunahme zu dem gepumpten Wassergewicht eine gerade Linie» Als Jedoch-das Gewicht des Wassers;, welches in das Gefäss gepumpt wurde und der Innendruck.zunahm, wurde die Elastizitätsgrenze des Früfgefässes bei etwa 37,18 atm. ( etwa 532 Pfund pr· quadrat zoll) überschritten, wie es durch die Abweichung in Steigung der durch die Aufzeichnerfeder gezogenen

Linie

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Linie dargestellt ist (siehe lig. 2). in. diesem Punkt, wo die Abweichung von der geraden Linie anfängt einzutreteny ist die El/astizitätsgrenze von mindestens einem Teil des Prüfgefässes überschritten worden, Das Pumpen von Wasser in das Prüfgefäss wurde dann eingestellt«

Zur Beppelprüfung des Drucktestes an dem Prüfgefäss, um zu bestimmen, ob die Elastizitätsgrenze des G-ef ässes tatsächlich erreicht wurde, wurde das folgende Yerfahren ausgeführt.

Das Pumpenbypassventil wurde geöiEfnet-, so dass Wasser aus dem Prüfgefäss an den Wasservorratsbehälter zurückgeführt wurde» Die Aufzeichnungsfeder wurde unten auf der Aufzeichnungskarte gelassen, so dass die Druck-zu-Gewichtskurve der Aufzeichnungseinrichtung auf Full-Druck und lull-Gewicht zurückgeführt wurde. Das Ergebnis, wie es durch die gestrichelte Linie in Pig» 2 ersichtlich ist, war eine Spur einer Linie parallel zu der ausgezogenen Linie j die um irbwa 0,09 kg (0_s2 Pfund) Wasser auf der Abzisse versetzt ist* Dies z;eigte, dass die Druckprüfung über die Elastizitätsgrenze des Prüfgefässes Mnausführt wurde, wodurch das Dauervolumen des Behälters um das von O_SO9 kg Wasser eingenommene Yolumen erhöht wurde.

Auf

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Auf diese Weise zeigte das vorliegende System nicht nur das in das wasseingefüllte Prüfgefäss eingeführte Wasser an, sondern zeichnete zusätzlich die kleine Volimenzunahme des Prüfge fässes auf, nachdem, es ermöglicht wurde, dasselbe kontrollierbar zu prüfen.,, um seine Elastizitätsgrenze zu "bestimmen.

Beispiel 2

Um den Rücklauf (retrace) einer ©ruck-=-zu-G-ewichtskurve eines Druckgefässes zu. zeigen_r welches unter seiner Elastizitätsgrenze durch eine zerstörungsfreie hydrostatische Druckprüfung geprüft wurde, welche die vorliegende Verbesserung enthält, wurde das gleiche Verfahren an dem gleichen G-efässj wie in Beispiel 1 ausgeführt» Das in Beispiel 1 "beschrie-"bene G-efäss wurde durch das in diesem Beispiel ausgeführte Verfahren wiedergeprüft, ausser, dass die■ Prüfung bei einem !Druck von etwa 30,9 atm (440 Pfund pro Quadratzoll) beendet wurde. Es wurde eine- gerade Linie aufgezeichnet, die so zeigt, dass die Prüfung vor der Erreichung der Elastizitätsgrenze des Prüfgefässes "beendet wurde. Die Ventile 1 und 2 wurden geschlossen und der Pumpenbypass wurde dann geöffnet,

wodurch

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wodurch dem Wasser gestattet wurde, in den Wasservorratsbehälter zurückzusickern. Während dieser ©peratioiL der Druckfreigabe wurde ie Aufzeiehnungs-■ feder in der Spurstellung gelassen und direkt über der Originallinie zurückgeführt.

Dies zeigte graphisch, dass keine unelastische Deformation des Druckes vorhanden war_s denn wenn eine unelastische Deformation vorhanden gewesen ist, würde die Rückführung von der graphischen Originalaufzeichnung um einen Betrag versetzt sein, der im wesentlichen gleich der unelastischen Yolumenexpansion des G-efässes sein würde.

Beispiel 3

Um die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung "beim Entdecken eines kleinen Lecks . in einem Prüfgefäss zu zeigen, wurde das folgende Verfahren ausgeführt, wobei das System und das Terfahren wie in Beispiel 1 benutzt wurde» Ein Yentil an dem Prüfgefäss wurde um ein kleines Ausmass bei etwa 15,3 atm (210 psig) geöffnet, um für ein "Leck^Siä zu sorgen, während das Prüfgefä.ss auf etwa seine Elastizitätsgrenze unter Druck gesetzt wurde» Das Wasser, wäLches durch das Tentil leckte, wurde gesammelt* Wie aus

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Fig. 3 ersichtlich ist, war eine geringe Änderung in der Steigung der graphischen Aufzeichnung über den Druekbereich von etwa 15,3 atm (210 psig) zur Elastizitätsgrenze vorhanden. Die Pumpe wurde bei etwa der Elastizitätsgrenze angehalten, die IFentile 1 und 2 wurden geschlossen, das Pumpenbypassventil wurde geöffnet, und die Druck-zu-Gewichtslinie zurückgeführt. Dies ist als eine gebrochene Linie in Fig* 3 aufgezeichnet. Wie leicht ersichtlich ist, ist die Rückführung der geb/rochenen Linie nicht parallel zu der Originalspur und davon um eine Strecke versetzt, die nahezu l_t3£ kg (3Pfund) Wasser darstellt. Die Messung des ausgeleckten· Wassers zeigte j dass dies tatsächlich etwa 1,36 kg .(3 Pfund) Wasser waren.

S chut ζ anspruche

Claims

P.A:8016332-27.7.b/

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Schutzansprüche s

1»- Vorrichtung für die zerstörungsfreie Prüfung von Druckgefässen, mit einem. Behälter mit einer Pumpe zur Lieferung von Druckflüssigkeiten, einem !Flüssigkeitsvorrat darin für die Pumpe, einer Druckübertragungseinrichtung und einer Aufzeichnungseinrichtung _f wobei die Pumpe mit dem !flüssigkeitsvorratsloehälter und mit einemder Prüfung unterliegenden Druckgefäss verbunden und die Druckübertragungseinrichtung an dem Druckgefäss und an der Aufzeichnung seinrichtung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet _? dass die Torrichtung eine mit der Aufzeichnungseinrichtung und mit dem !Flüssigkeitsvorratsbehälter verbundene Gewichtsubertragutigseinrichtung derart aufweist, dass die Gewichtsübertragungseinrichtung eine elektrische Spannung, die dem Ell-.s si gke its gewicht entspricht? welches aus dem FlüssigkeitsvorratsToehftlter an das G-efäss geliefert ist, an die Aufζeichnungseinrichtung überträgt.

2»¥orriehtune

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2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 5 dass die Gewichtsübertragungseinrichtung an einem starren Glied angebracht und der FliisirigkeitsvorratsToehälter von dem starren Glied aus aufgehängt ist.

Br.
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