KR20170141800A

KR20170141800A - 파이프 시험 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20170141800A
Application number: KR1020177034854A
Authority: KR
Inventors: 그레이엄 머레이
Original assignee: 두산 밥콕 리미티드
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-12-26
Also published as: US20180156688A1; WO2016178011A1; GB201507620D0; EP3292388A1

Abstract

적어도 다음의 시험 모듈들을 포함하는 파이프 시험 시스템이 설명되는데, 이는:
파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈 ― 이 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈은, 피시험 파이프 섹션의 제1 및 제2 단부를 각각 유지하기 위한 2개의 파이프 단부 홀더들; 릴링 성형기; 직선화 성형기; 피시험 파이프 섹션을 릴링 성형기 및 직선화 성형기 중 어느 하나와 선택적으로 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동시키고 릴링 성형기 및 직선화 성형기 중 어느 하나에 접촉력을 가하게 하도록 피시험 파이프 섹션과 릴링 성형기의 그리고 피시험 파이프 섹션과 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하기 위한 트랜스레이터를 포함하며, 각각의 파이프 단부 홀더는 파이프 단부 커넥터 및 파이프 단부 커넥터를 지나 파이프 길이 방향으로 연장하는 연장 암을 포함하고, 파이프 단부 커넥터로부터 먼 쪽의 지점에서 암에 횡 방향 하중을 가하기 위해 각각의 연장 암과 연관하여 횡 방향 액추에이터가 제공됨 ―; 그리고
가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈 및/또는 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈 중 하나, 다른 하나 또는 둘 다를 포함하며,
가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈은: 피시험 파이프 섹션을 수용하고 이로써 파이프 섹션 표면 외부 주위의 제1 폐쇄 유체 볼륨 및 제1 폐쇄 유체 볼륨으로부터 유체 분리되며 피시험 파이프 섹션의 보어를 포함하는 제2 유체 볼륨을 정하도록 형성된 압력 용기; 및 상기 제1 유체 볼륨 및 상기 제2 유체 볼륨 각각에서 개별적으로 적어도 압력 및 온도를 선택적으로 제어하기 위한 각각의 환경 제어 시스템들을 포함하고;
가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈은: 왕복 4 점 굽힘 시스템; 및 왕복 4 점 굽힘 시스템 내에 수용된 피시험 파이프 섹션을 원하는 시험 온도로 가열하기 위한 가열 수단을 포함한다. 파이프 시험 방법이 또한 설명된다.

Description

파이프 시험 시스템 및 방법

본 발명은 연안 요건들에 대한 해저 파이프라인의 자격에 대한 시험 시스템 및 시험 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 릴링(reeling) 및 전개 동안 그리고 가동 중에도 또한 릴링 프로세스를 통해 배치된 파이프라인에 의해 경험하게 되는 기계적 응력들의 시뮬레이션을 위한 시험 시스템 및 시험 방법에 관한 것이다.

강성 해저 파이프라인들은 예를 들어, 탄화수소들의 회수 및 전방 수송을 위한 시스템의 일부로서 해저에 설비된다. 이러한 파이프라인들은 최대 1000Barg에서, 최대 200℃의 온도들에서, 그리고 혹독한 부식성 및 가압 외부 환경에서 25년 또는 그 이상 동안 탄화수소들을 수송하는 매우 혹독하고 기계적으로 부담이 큰 조건들에서 신뢰할 수 있는 성능을 전달할 필요가 있다. 더욱이, 이러한 혹독한 가동중 조건들을 겪기 전이라도, 해저에 파이프라인을 설치하는 것은 기계적으로 매우 까다로운 프로세스이다. 해저 파이프라인들이 이러한 기계적으로 까다로운 설치 조건들을 견디고 효과적인 가동중 성능을 제공할 수 있음을 보장하기 위한 해저 파이프라인들의 효과적인 시험이 중요하다.

해저 파이프라인을 배치하는 일반적인 방법은 릴 배치 시스템이다. 일정한 길이의 파이프라인이 특정 목적에 따라 만들어진 용기에 장착된 대구경 드럼에 스풀(spool)되는데, 드럼은 스풀된 파이프를 배치 장소로 이송하고 드럼으로부터 파이프라인이 언릴링(unreel)되고, 곧게 펴져 해저 면으로 낮춰진다.

일반적인 강성 해저 파이프라인 설비들은 예를 들어, 200 내지 1270 밀리미터의 직경을 갖는 세장형 파이프들을 포함하고, 일반적으로 혹독한 작동 환경을 다루기 위해 외부 및 내부 라이닝들이 제공된 구조용 강 또는 유사한 구조 재료로 제조된다. 예를 들어, 고주파 유도 용접에 의해 예를 들어, 12 미터 길이의 상대적으로 짧은 개별 섹션들이 육상에서 함께 용접되고, 각각의 용접된 조인트 위에 추가 보호 외부 현장 조인트 코팅이 적용된다. 이것은 더 큰 미리 제작된 길이들의 파이프라인을 만든다.

해저 파이프 섹션들이 연안 요건들을 충족시키고, 특히 릴 배치 프로세스에 의해 부과된 어려운 기계적 레짐 이후에도 요구되는 가동중 성능을 발생시킬 수 있음을 확인하기 위한 해저 파이프 섹션들의 시험은 이 프로세스의 다수의 중요한 임계 스테이지들의 시뮬레이션에 의한 시험을 필요로 한다.

특히, 파이프가 릴에 감길 때, 그리고 파이프가 파이프 배치 장소에 있는 릴에서의 전개시 곧게 펴질 때 파이프 변형의 효과를 시험할 필요가 있다. 또한, 예를 들어, 배치 용기로부터 표면까지 파이프의 길이를 낮추는 역할을 하는 장력 타워에서 외측 코팅과 롤러 그립들 사이의 마찰을 시뮬레이션하는 배치 프로세스의 다른 잠재적으로 기계적인 손상 스테이지들을 시험할 필요가 있다. 예를 들어, 탄화수소 회수 조건들에서의 동작의 시험, 예를 들어 파이프가 고온이 되어 휨 피로에 취약해질 때 발생하는 횡 방향 및 융기 휨에 대한 시험을 포함하는 기계적으로 중요한 현장 상황들을 시뮬레이션하는 것이 마찬가지로 필요하다.

배치 또는 가동중 레짐의 순차적 양상들을 시뮬레이션하기 위해 동일한 파이프 섹션에 대한 다수의 스테이지들의 시험이 수행되는, 개개의 파이프 섹션의 전체 수명(through-life) 시험에 대한 효과적인 시스템들을 개발하는 것이 일반적으로 바람직할 수도 있다. 그러나 산업 표준 시스템들은 일반적으로 이러한 서로 다른 시험 스테이지들을 성공적으로 통합하지 못했고, 업계 관행은 각각의 스테이지에 서로 다른 시험 표준을 적용하는 것이다.

릴링 프로세스의 그리고 특히, 파이프가 릴에 감기고 릴 직경에 대응하도록 변형될 때 파이프에 유도되는 응력들 및 변형들, 그리고 파이프가 릴에서 전개되어 곧게 펴질 때 후속 응력들 및 변형들의 유효 시뮬레이션이 특히 중요한데, 이는 특히, 이 스테이지에서의 임의의 손상이 배치 프로세스의 후속 스테이지들 동안 또는 사용 중에 기계적 성능을 현저하게 저하시킬 수 있기 때문이다.

릴들이 비교적 큰, 예를 들어 20 미터의 직경을 갖지만, 파이프는 릴 직경에 부합할 때 여전히 반드시 변형되고, 이는 여전히 파이프에 종 방향 변형 및 타원율을 발생시키는 경향이 있는 응력으로 이어질 것이다. 파이프가 배치되기 전에 직선화(straightening) 시스템에 의해 곧게 펴지면 추가 응력들이 발생하다. 파이프 섹션에서 실제로 겪게 되는 응력/변형 레짐의 결정시 핵심 고려사항은 릴 직경, 직선화 성형기(former)의 원호 반경 및 파이프의 역장력을 포함한다. 시험이 실제 릴링 조건들을 나타내는 것이라면 이들 모두의 효과적이고 정확한 시뮬레이션이 핵심 요건이다.

공지된 시험 시스템은 파이프의 단면이 한쪽 단부에 고정되어 유지되고 예를 들어, 윈치(winch) 등으로 다른 쪽 단부를 잡아당겨, 현장 내 시스템의 릴 또는 직선화 성형기를 시뮬레이션하는 적절한 성형기로 파이프를 밀어댐으로써 다른 쪽 단부에 굽힘력이 가해지는 캔틸레버 시스템이다. 이러한 시험이 산업 표준에 포함되어 있지만, 캔틸레버 굽힘 시스템은 실제 상황에서 릴 또는 직선화 성형기와 접촉하여 파이프 굽힘이 발생할 때 발생하는 응력들 및 변형들의 매우 양호한 시뮬레이션을 제공하지는 못한다. 실제 시스템에서 발생할 역장력의 효과적인 시뮬레이션은 없다.

4 점 굽힘 원리들에 느슨하게 기반하여 개선이 제안되었는데, 여기서는 단면이 양 단부들에 유지되고 릴링 성형기에 대해 횡 방향으로 그리고 릴링 성형기로 이동하여, 파이프가 감겨질 때 이를 시뮬레이션하는 굽힘을 유도하게 되고, 그 다음 직선화 성형기에 대해 횡 방향으로 그리고 직선화 성형기로 이동하여 직선화 프로세스를 시뮬레이션하게 된다.

실제 현장 내 상황의 시뮬레이션으로서, 이 접근 방식은 몇 가지 이점들을 제공한다.

첫째, 캔틸레버 방법에 따른 경우보다 파이프라인이 릴에 감기거나 제거되어 직선화 성형기에 대해 곧게 펴질 때 실제로 발생하는 접촉 굽힘 레짐의 더 나은 시뮬레이션이 본질적으로 존재한다.

둘째, 어느 한 단부에서의 단부 커넥터들의 사용은 시스템이 파이프에 축 방향 하중을 가하고 이에 따라 적절한 폐루프 제어 역장력을 발생시키도록 적응될 수 있게 하여, 또한 실제로 발생하는 역장력을 더 잘 시뮬레이션할 수 있게 한다.

셋째, 그리고 유사하게, 폐루프 제어 릴링 레이트들이 보다 효과적으로 시뮬레이션될 수 있다.

그러나 단부들은 본질적으로 정적이기 때문에, 실제 시스템에서는 발생하지 않을 과도하고 고르지 않은 타원율로 이어질 수 있는 굽힘 동안에 비현실적인 축소 모멘트 암이 있다.

따라서 종래 기술의 릴링 및 언릴링 시험 장비들 중 어느 것도 실제 현장 내 릴 배치 프로세스 중에 파이프 섹션에 부과된 기계적 응력들 및 변형들의 완전한 효과적인 시뮬레이션을 제공하지 않는다. 그 결과, 종래 기술의 시스템들 중 하나에 적용된 시험 중인 파이프 섹션은 현장 내 방식에 정확하게 대응하는 기계적 변형 레짐을 받지 못했다. 이것은 배치 또는 가동중 레짐의 순차적 양상들을 시뮬레이션하기 위해 수행되는, 동일한 파이프 섹션에 대한 후속 시험에 의해 달성될 수도 있는 보다 일반적인 전체 수명 시뮬레이션의 효과를 제한하며, 완벽한 릴 배치 프로세스 및 이로 인한 결과가 가동 중에 성능에 미치는 영향들보다는 파이프 섹션에 부과된 기계적 응력들 및 변형들을 모방하도록 동일한 파이프 섹션에 순차적 시험을 가하기 위한 연속적인 모듈들을 포함하는 전체 수명 시험 시스템들의 제공을 방해하는 경향이 있다.

본 발명은 릴 배치 프로세스 및 가동중 레짐의 복수의 스테이지들의 시뮬레이션을 보다 효과적으로 통합하는 연안 요건들에 대한 해저 파이프라인의 자격에 대한 보다 완벽한 시험 시스템 및 시험 방법을 제공하고자 한다. 본 발명은 특히, 릴링 및 직선화 프로세스의 보다 양호한 시뮬레이션을 제공하며, 이에 따라 릴링 및 직선화 프로세스의 변형의 보다 현실적인 시뮬레이션을 겪은 피시험 파이프 섹션을 후속 시험 스테이지들에 대해 제공하여, 가동 중에 성능에 대한 이것의 결과적인 효과들에 대해 보다 유용하게 시험될 수 있는 제1 스테이지를 포함함으로써 보다 완벽한 시험 시스템 및 시험 방법을 제공하고자 한다. 본 발명은, 특히 종래 기술 방법의 축소 모멘트 암 및 증가된 타원율 특성과 관련하여, 릴링 및 직선화 프로세스의 보다 효과적인 시뮬레이션을 위한 시험 장비 및 방법을 이용함으로써 특히 이를 달성하고자 한다.

따라서 제1 양상의 본 발명에 따르면, 적어도 다음의 시험 모듈들을 포함하는 파이프 시험 시스템이 제공되는데, 이 시스템은,

파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈 ― 이 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈은,

피시험 파이프 섹션의 제1 및 제2 단부를 각각 유지하기 위한 2개의 파이프 단부 홀더들;

릴링 성형기;

직선화 성형기;

피시험 파이프 섹션을 릴링 성형기 및 직선화 성형기 중 어느 하나와 선택적으로 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동시키고 릴링 성형기 및 직선화 성형기 중 어느 하나에 접촉력을 가하게 하도록 피시험 파이프 섹션과 릴링 성형기의 그리고 파이프와 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하기 위한 트랜스레이터(translator)를 포함하며,

각각의 파이프 단부 홀더는 파이프 단부 커넥터 및 파이프 단부 커넥터를 지나 파이프 길이 방향으로 연장하는 연장 암을 포함하고,

파이프 단부 커넥터로부터 먼 쪽의 지점에서 암에 횡 방향 하중을 가하기 위해 각각의 연장 암과 연관하여 횡 방향 액추에이터가 제공됨 ―; 그리고

가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈 및/또는 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈 중 하나, 다른 하나 또는 둘 다를 포함하며,

가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈은:

피시험 파이프 섹션을 수용하고 이로써 파이프 섹션 표면 외부 주위의 제1 폐쇄 유체 볼륨 및 제1 폐쇄 유체 볼륨으로부터 유체 분리되며 피시험 파이프 섹션의 보어를 포함하는 제2 유체 볼륨을 정하도록 형성된 압력 용기; 및

상기 제1 유체 볼륨 및 상기 제2 유체 볼륨 각각에서 개별적으로 적어도 압력 및 온도를 선택적으로 제어하기 위한 각각의 환경 제어 시스템들을 포함하고;

가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈은:

왕복 4 점 굽힘 시스템; 및

왕복 4 점 굽힘 시스템 내에 수용된 피시험 파이프 섹션을 원하는 시험 온도로 가열하기 위한 가열 수단을 포함한다.

선택적으로, 릴 배치 프로세스 또는 가동중 조건들의 다른 양상들을 시뮬레이션하도록 추가 모듈들이 제공될 수 있다.

예를 들어, 시스템은 텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈을 포함할 수 있으며, 텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈은 예를 들어:

피시험 파이프 섹션의 단부를 유지하도록 각각 적응된 한 쌍의 파이프 단부 홀더들;

적어도 2개의 파이프 표면 체결 부재들 및 예를 들어, 피시험 파이프 섹션의 외측 표면에 대해 맞물리도록 각각 적응된 적어도 한 쌍의 대향하는 파이프 표면 체결 부재들;

각각의 파이프 표면 체결 부재와 연관되며, 선택적으로 파이프 표면과 마찰 결합하여 그리고 마찰 결합하지 않고 각각의 파이프 표면 체결 부재를 구동하도록 작동 가능한 횡 방향 하중 액추에이터;

파이프 단부 홀더와 연관되며, 한 쌍의 파이프 단부 홀더들 사이에 유지된 피시험 파이프 섹션을 파이프 축 방향으로 가압하도록 작동 가능한 축운동 액추에이터를 포함한다.

예를 들어, 시스템은 터치다운 그리고 특히 터치다운시의 새그 굽힘(sag bend)을 시뮬레이션하기 위한 파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈을 포함할 수 있는데, 예를 들어 4 점 굽힘 시험 장비를 포함한다.

모듈들은 피시험 파이프 섹션이 순차적 시험을 위해 모듈들 사이로 통과될 수 있도록, 시뮬레이션되는 이벤트들이 가동 중에 겪게 되는 순서에 대응하는 순서로 순차적으로 배열된다. 각각의 모듈 사이에 적당한 이송 수단이 제공될 수 있는데, 예를 들어 적당한 컨베이어들을 포함한다.

따라서 시스템은 릴링 및 직선화 프로세스의 전체 변형 사이클을 시뮬레이션하는 제1 모듈 및 릴 배치 프로세스 또는 가동중 조건들의 다른 양상들의 시뮬레이션들을 수행하는 후속 모듈들을 갖는다.

본 발명은 가장 구체적으로는, 아래 논의되는 이유들로 릴링 및 직선화 프로세스의 전체 변형 사이클의 보다 양호한 시뮬레이션을 제공하는 제1 모듈의 제공을 특징으로 한다. 그 결과, 피시험 파이프 섹션은 보다 현실적인 변형 레짐을 겪었고, 따라서 나중에 배치 프로세스에서 그리고/또는 가동 중에 성능에 대한 이것의 결과적인 영향들에 대해 보다 유용하게 시험될 수 있다.

제1 모듈에서의 본질적으로 보다 양호한 시뮬레이션은 현재 더 아주 흔한 것처럼, 독립적으로 그리고 독립적인 표준에 대해서보다는 동일한 파이프 시험 섹션에 대해 후속 시험이 이후에 수행될 수 있다는 점에서 특별한 이점들로 통합 시스템을 보다 실용적으로 만든다. 특히, 릴링 및 직선화 스테이지에서의 어떠한 손상도 배치 프로세스의 후속 스테이지들 도중 또는 사용 중에 기계적 성능을 현저하게 저하시킬 수 있기 때문에, 그리고 개선된 첫 번째 스테이지에 의해 가능해지는 추가 스테이지들의 효과적인 통합에 시너지 이점이 있으므로, 이는 보다 효과적인 통합 시뮬레이션을 제공한다. 결과적인 시스템은 릴 배치 프로세스 및 가동중 레짐의 복수의 스테이지들 각각의 시뮬레이션을 보다 효과적으로 통합한다.

본 발명은, 특히 종래 기술의 축소 모멘트 암과 관련하여, 릴링 및 직선화 프로세스의 보다 효과적인 시뮬레이션에 의해 특히 이를 달성한다. 릴링 및 직선화 모듈 그리고 방법 스테이지의 시뮬레이션의 동작은 이에 따라 아래에서 먼저 상세히 논의되고, 다양한 다른 모듈 및 방법 스테이지들이 다음에 고려된다.

파이프 섹션을 릴링 성형기와 접촉시키고 릴링 성형기에 대해 점진적인 변형력을 가하여 릴링 사이클을 시뮬레이션하고, 그 후 병진 운동으로 파이프 섹션을 릴링 성형기로부터 멀어지게 병진시킨 다음, 파이프 섹션을 직선화 성형기와 접촉하게 병진시키고 점진적인 변형력을 가하여 직선화 사이클을 시뮬레이션하기 위한, 릴링 성형기에 대한 병진 운동의 사용 원리들이 본 발명에 따른 시스템의 릴링 및 직선화 모듈에 유지된다.

단부들은 제어되는 축 방향 하중 그리고 이에 따라 역장력의 폐루프 제어를 제공하는 방식으로 유지된다.

그러나 실제 상황들에서 릴링 및 직선화 사이클들의 시뮬레이션은 각각의 단부 홀더의 외향 연장 암과 연관된 횡 방향 액추에이터가 연장 암에 가변적인 횡 방향 하중을 가하도록 동적으로 사용시 동작 가능하다는 점에서 더욱 개선된다. 이것은 종래 기술의 정적으로 유지된 장치에서 파이프가 성형기에 대해 변형될 때 내재하는 축소 모멘트 암 영향에 대처하도록 동적으로 조절 가능할 수 있는 구성 가능한 그리고 사용자 가변적인 굽힘 모멘트를 시스템에 도입한다.

각각의 횡 방향 액추에이터를 이용한 횡 방향 하중의 적절한 동적 인가에 의해 릴링 또는 직선화 사이클 전반에 걸쳐 거의 일정한 모멘트 암을 유지하는 것이 가능하다. 현장에서 릴링 또는 직선화를 더 잘 시뮬레이션하고, 이에 따라 현장의 파이프 섹션들에 의해 겪게 되는 타원율의 더 나은 시뮬레이션을 발생시키는 조건을 유지하는 것이 가능하다. 파이프 길이를 따라 더 균일한 타원을 생성하는 것이 가능하다.

단일 시험에서 2개의 현장 조인트 코팅들 또는 4개의 용접들을 갖는 파이프 섹션을 길이에 따라 제어되고 거의 균일한 타원율로 시험하는 것이 가능해진다.

적절한 동적 제어 하에서 본 발명의 횡 방향 액추에이터들은 릴링 또는 직선화 사이클 도중 제어되고 프로그래밍 가능한 가변 모멘트 암이 달성될 수 있게 하기 때문에 이것이 가능해진다.

릴링을 시뮬레이션하기 위해, 트랜스레이터는 피시험 파이프 섹션을 성형기와 접촉하게 이동시키도록 피시험 파이프 섹션과 릴링 성형기 사이의 상대적 이동을 수행하고, 파이프 섹션이 릴링 용기 상에 전개되기 전에 실제 상황에서 릴 상에 감길 때 변형 사이클을 시뮬레이션하는 방식으로, 피시험 파이프 섹션을 릴링 성형기에 대해 변형시킬 점진적인 힘을 가하기 위해 릴링 성형기에 대해 파이프 섹션에 추가로 압력을 가한다. 위에서 지적한 바와 같이, 시뮬레이션은 다른 경우라면 종래 기술의 시험 장비에서는 비현실적으로 발생할 모멘트 암 축소에 대처하기 위한 횡 방향 액추에이터의 사용에 의해 개선된다. 이를 달성하기 위해, 각각의 횡 방향 액추에이터는 피시험 파이프 섹션이 릴링 성형기에 대해 변형될 때 파이프 단부 커넥터로부터 먼 지점에서 각각의 횡 방향 액추에이터의 각각의 암에 가변적인 횡 방향 하중을 가하도록 사용시 적응되며, 가변적인 횡 방향 하중은 이를테면, 파이프가 릴링 성형기에 대해 변형될 때 다른 경우라면 발생할 모멘트 암 축소에 대처하는 경향이 있도록 선택된다.

이후, 이를테면, 바다에 배치될 용기로부터 파이프가 전개될 때 다른 경우라면 직선화 성형기에 대해 발생할 직선화를 시뮬레이션하기 위해, 트랜스레이터는 피시험 파이프 섹션을 직선화 성형기와 접촉하게 이동시키도록 피시험 파이프 섹션과 직선화 성형기 사이의 상대적 이동을 수행하고, 파이프 섹션을 직선화된 구성으로 다시 변형시키는 경향이 있는 점진적인 힘을 가하도록 성형기에 대해 파이프 섹션에 추가로 압력을 가한다. 또한, 시뮬레이션은 보다 정적으로 유지된 종래 기술 장치에서 발생할 모멘트 암의 단축에 대처하기 위한 횡 방향 액추에이터들의 사용에 의해 개선된다. 이를 달성하기 위해, 각각의 횡 방향 액추에이터는 파이프가 직선화 성형기에 대해 변형될 때 파이프 단부 커넥터로부터 먼 지점에서 각각의 횡 방향 액추에이터의 각각의 암에 가변적인 횡 방향 하중을 가하도록 사용시 적응되며, 가변적인 횡 방향 하중은 이를테면, 파이프가 직선화 성형기에 대해 변형될 때 다른 경우라면 발생할 모멘트 암 축소에 대처하는 경향이 있도록 선택된다.

즉, 역장력을 적용하는 파이프 단부 홀더들에서의 릴링 및 직선화 변형 시뮬레이션들 동안 단부들을 단순히 유지하는 대신에, 이를테면, 현장에서 릴링 또는 직선화를 더 잘 시뮬레이션하고 현장에서 릴링 또는 직선화 동안 파이프에 의해 겪게 될 타원율 영향들의 더 양호한 시뮬레이션을 발생시키는 동적으로 변하는 모멘트 암을 발생시키는 경향이 있게 성형기에 의해 적용되는 하중을 밸런싱하는 제어된 횡 방향 하중을 적용하도록 단부가 연결되는 지점에서 먼 연장 암 상의 지점과의 결합에 의해 피시험 파이프 섹션의 각각의 단부로부터 먼 지점에 대해 한 쌍의 횡 방향 액추에이터들이 작용한다는 점에서 종래 기술과 동작이 상이하다.

바람직하게는, 피시험 파이프 섹션과 릴링 성형기 또는 피시험 파이프 섹션과 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하기 위해 트랜스레이터가 작용하는 평면에 수직인 피벗 축을 중심으로 한 회전을 위해 릴링 및 직선화 모듈의 각각의 파이프 단부 홀더가 장착된다. 바람직하게는, 각각의 파이프 단부 홀더는 횡 방향 액추에이터가 연장 암에 횡 방향 하중을 가하는 지점보다 파이프 단부 커넥터에 더 근접하게 위치한 축을 중심으로 피벗한다. 예를 들어, 각각의 파이프 단부 홀더는 파이프 단부 커넥터에 또는 파이프 단부 커넥터 근방에 위치한 축을 중심으로 피벗한다. 이런 식으로, 연장 암이 항상 일반적으로 피시험 파이프 섹션의 단부의 축 방향의 연속인 방향으로 연장할 때 연장 암이 그렇게 피벗하여, 횡 방향 하중의 개선된 제어 및 임의의 적용된 역장력의 더 양호한 방향성을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 개선이 없는 비교할 만한 종래 기술의 릴링 시험 장비들로부터 익숙한 바와 같이, 릴링 성형기 및 직선화 성형기 각각은 피시험 파이프 섹션이 사용 중에 사이에 유지될 한 쌍의 단부 홀더들에 의해 규정되는 파이프 시험 위치의 길이의 일부에 대해 연장한다. 즉, 현장에서 피시험 파이프 섹션에 사용하는 동안, 릴링 성형기 및 직선화 성형기 각각은 피시험 파이프 섹션과 나란히 그 길이의 일부에 사용하기 위해 연장하고, 피시험 파이프 섹션은 어느 한 단부에서 성형기를 지나 각각의 개별 단부 홀더에 의해 유지되도록 연장한다.

릴링 및 직선화 모듈의 각각의 성형기는 피시험 파이프 섹션이 변형되게 하는 성형된 접촉면을 제공한다. 적절한 형상들의 접촉면이 친숙할 것이다. 예를 들어, 릴링 성형기에 의해 한정된 접촉면은 파이프가 현장에서 릴링되는 드럼의 접촉면을 시뮬레이션하기 위한 원호 접촉면을 포함할 수 있다. 직선화 성형기는 현장에서 겪게 되는 직선화 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 타원 호 접촉면을 가질 수 있다.

사용 중에, 파이프 시험 섹션은 릴링 성형기와 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동된 다음, 직선화 성형기와 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동되는데, 각각의 경우에 적절한 점진적 힘이 가해진다.

편리한 실시예에서, 릴링 성형기 및 직선화 성형기는 피시험 파이프 섹션이 사용 중에 사이에 유지될 한 쌍의 단부 홀더들에 의해 규정되는 파이프 시험 위치의 양측에 배치될 수 있다. 다음에, 트랜스레이터는 각각의 성형기와 피시험 파이프 섹션이 점진적으로 강제로 접촉하게 될 때 점진적 변형력을 가하는 식으로 릴링 성형기 또는 직선화 성형기 중 어느 하나와 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 왕복 운동하도록 구성된다.

릴링 및 직선화 모듈의 가능한 실시예에서, 릴링 성형기와 직선화 성형기는 예를 들어, 제1 프레임 상에서 서로에 대해 고정된 경직된 관계로 유지될 수 있다. 단부 홀더들은 릴링 성형기 및 직선화 성형기에 대해 병진 가능하도록, 예를 들어 상기 제1 프레임에 대해 예를 들어, 왕복 운동 방식으로 횡 방향으로 병진 가능하고 예를 들어, 제1 프레임에 대해 왕복 운동 방식으로 횡 방향으로 병진 가능한 제2 프레임 상에 예를 들어 고정된 공간적 관계로 유지되는 식으로 유지될 수 있다.

바람직하게는, 릴링 및 직선화 모듈의 각각의 파이프 단부 홀더는 제2 프레임과 제1 프레임 사이의 병진 평면에 수직인 피벗 축을 중심으로 피벗 가능하도록 제2 프레임에 피벗식으로 연결된다. 바람직하게는, 각각의 파이프 단부 홀더는 파이프 단부 커넥터에 또는 파이프 단부 커넥터 근방에 위치한 축을 중심으로 피벗하도록 장착된다.

바람직하게는, 각각의 횡 방향 액추에이터는 제1 프레임 상에 유지되고, 각각의 파이프 단부 홀더의 각각의 연장 암 상에 지지되어 그에 횡 방향 힘을 가하도록 배치된다. 예를 들어, 각각의 횡 방향 액추에이터는 제1 프레임 상의 장착된 위치로부터 연장하여, 각각의 파이프 단부 홀더의 각각의 연장 암 상에 지지되어 그에 횡 방향 힘을 가하는 연장 및 수축 메커니즘 및 예를 들어, 텔레스코핑 메커니즘을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 릴링 및 직선화 모듈은 파이프가 릴링 성형기와 직선화 성형기 사이에서 일반적으로 수평 배치로 놓이는 수평 병진을 수행하도록 배치된다. 예를 들어, 릴링 성형기 및 직선화 성형기는 제1 수평 프레임 상에 장착되고, 제1 단부 홀더 및 제2 단부 홀더는 제2 수평 프레임 상에 장착되며, 2개의 프레임들은 수평으로 상대적으로 병진 가능하다. 이러한 실시예에서, 제1 단부 홀더 및 제2 단부 홀더는 바람직하게는 수직 피벗 축을 중심으로 피벗 가능하도록 제2 수평 프레임에 피벗식으로 연결된다.

이와 같은 수평 배열은 특별한 안전 이점들을 부여하다. 피시험 파이프 섹션은 전체가 시험 장비 내에 위치하며, 파손의 경우에는 훨씬 더 많이 포함되는데, 이는 예를 들어 공지된 캔틸레버 시스템들에 대한 경우가 될 것이다

릴링 및 직선화 모듈의 파이프 단부 홀더들(그리고 결과적으로는 사용 중인 피시험 파이프 섹션)과 릴링 성형기 및 직선화 성형기 사이의 상대적인 횡 방향 그리고 예를 들어, 왕복 운동을 수행하도록 적절한 구동 수단이 제공될 수 있다. 릴링 성형기 및 직선화 성형기가 제1 프레임 상에 유지되고 파이프 단부 홀더들(그리고 결과적으로는 사용 중인 피시험 파이프 섹션)이 제2 프레임 상에 유지되는 바람직한 경우에, 구동 수단 및 예를 들어 왕복 운동 구동 수단은 상기 프레임들 중 하나, 다른 하나 또는 둘 다의 운동을 수행하고 이로써 사용 중인 프레임들의 상대적인 횡 방향 운동을 수행하도록 제공된다.

횡 방향 액추에이터는 예를 들어, 파이프 축 방향의 횡 방향으로 파이프를 이동시키는 경향이 있도록, 파이프 단부 홀더 암 연장부 상의 파이프 단부의 말단 지점에 횡 방향 힘을 가하기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는, 횡 방향 액추에이터는 연장 및 수축 메커니즘 및 예를 들어, 텔레스코핑 메커니즘을 포함한다.

바람직하게는, 횡 방향 액추에이터는 연장 및 수축 램 및 예를 들어, 텔레스코핑 램을 포함할 수 있다.

편리한 실시예에서, 횡 방향 액추에이터는 유압 또는 공압 램을 포함한다.

다른 경우라면 발생할 단축된 모멘트 암의 영향에 대처하기 위해 횡 방향 액추에이터들에 의해 적용되는 가변적인 횡 방향 하중의 적절한 동적 제어를 조건으로, 현장의 조건들을 시뮬레이션하는 것이 가능하며, 특히 원한다면 릴링 또는 직선화 시뮬레이션 전반에 걸쳐 거의 일정한 모멘트 암을 달성하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 릴링 또는 직선화 시뮬레이션 사이클 전반에서 원하는 모멘트 암 조건을 달성하기 위해 각각의 단부 홀더의 각각의 외향 연장 암에 부과되는 적용된 가변적인 횡 방향 하중의 사용시 동적 제어를 수행하기 위한 제어 수단이 제공된다.

릴링 및 직선화 모듈의 각각의 파이프 단부 홀더는 시험 프로세스 중에 피시험 파이프 섹션의 단부를 결합 및 유지하도록 구성된 단부 커넥터를 포함한다. 이에 따라, 각각의 파이프 단부 커넥터는 파이프 단부 그리고 예를 들어, 볼트 및 소켓 배열에 해제 가능하게 결합하기 위한 수단을 포함한다.

각각의 단부 홀더는 바람직하게는, 실제 상황에서 파이프에 의해 겪게 되는 역장력을 보다 잘 시뮬레이션하도록 피시험 파이프 섹션에 선택적 축 방향 하중을 가하기 위한 축 방향 힘 발생기를 더 포함한다. 예를 들어, 각각의 단부 홀더는 사용 시에 역장력을 가하기 위해 파이프 축 방향으로 연장 암에 작용하는 왕복 축 방향 힘 발생기를 포함하는데, 이는 예를 들어 왕복 유압 힘 발생기이다.

본 발명의 시스템은 적어도 가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 및/또는 가동중 휨 피로 시뮬레이션을 비롯하여 추가 배치 또는 가동중 스테이지들을 시뮬레이션하기 위한 추가 모듈들을 더 포함한다.

가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈은 예를 들어:

상기 제1 유체 볼륨 및 상기 제2 유체 볼륨 각각에서 개별적으로 적어도 압력 및 온도를 선택적으로 제어하기 위한 각각의 환경 제어 시스템들을 포함한다.

모듈은 탄화수소 회수 중에 현장 조건들을 시뮬레이션하도록 의도된다. 파이프의 내부 및 외부에는 특히 파이프의 각각의 표면들과 접촉하는 액체의 온도, 압력, 및 환경 화학과 관련하여, 혹독한 환경 조건들이 가해진다. 파이프의 외부 표면은 깊이에서의 압력 하에 해수의 부식 영향들을 받는다. 파이프의 내부 표면은 상승된 온도 및 압력에서 화학적으로 매우 부적당한 환경을 또한 제공하는 회수된 탄화수소들의 작용을 받는다. 파이프 섹션들은 일반적으로 내부와 외부 모두에 배치된다. 시간이 지남에 따라 표면 재료들과 파이프 자체의 구조 재료 모두에 대한 온도 및 압력 레짐의 영향들을 시뮬레이션하는 것이 바람직하며, 표면 층들에 대한 이러한 흐름들의 영향을 시뮬레이션하는 것이 또한 바람직할 수도 있다.

사용 중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈은 원하는 시뮬레이션을 수행하기 위해 파이프 외부와 내부 모두에 적합한 조건들을 제공하기 위해, 밀폐된 압력 용기에서 피시험 파이프 섹션의 내부 및 외부 볼륨들을 분리하고, 이와 같이 정해진 분리된 볼륨들 각각에서 적어도 압력 및 온도를 개별적으로 제어하도록 적어도 개별적으로 제어 가능한 환경 제어 시스템들을 별도로 제공하기 위한 수단을 제공함으로써 이를 수행하는 것으로 의도된다.

특정 실시예에서, 각각의 환경 제어 시스템은 원하는 온도 및 압력 조건들을 생성하기 위한 열원 및 압력 발생기를 포함한다. 열원은 방사 또는 유도 열원일 수 있다. 열원은 하나 또는 다른 볼륨에 또는 파이프 섹션에 직접, 그리고 예를 들어, 피시험 파이프 섹션의 구조 재료에 열을 가할 수 있다. 압력 발생기는 기계적 힘 발생기일 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 하나, 다른 하나 또는 두 볼륨들 모두에 유체 공급 도관이 제공되어 원하는 그리고 예를 들어, 상승된 온도 및 압력에서 관계된 볼륨에 유체를 공급할 수 있다. 이 실시예의 바람직한 개선에서, 공급된 유체는 볼륨에 원하는 화학적 환경을 제공하도록 추가로 선택된다.

모듈에는 주위 환경으로부터 모듈을 열적으로 격리시키기 위해 외부 단열 셸이 제공될 수 있다.

압력, 온도 등을 변화시켜 적절한 시뮬레이션들을 수행하도록 적합한 제어 수단들이 제공된다. 물론, 시뮬레이션은 현장 내 조건들에 정확한 상응할 필요는 없다고 인식될 것이다. 예를 들어, 가속된 온도 및/또는 압력 및/또는 유속 및/또는 화학 작용의 공격성에서 가속된 시뮬레이션 레짐들이 바람직할 수 있다

가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈은 예를 들어:

왕복 4 점 굽힘 시스템; 및

이 모듈은 온도가 변함에 따라 해저의 파이프 스트링들에서 발생하는 횡 방향 및 융기 휨을 시뮬레이션하고자 하고, 탄화수소 회수 프로세스에서 파이프들의 팽창과 수축을 발생시킨다. 이 모듈은 특히, 이러한 조건들에서 시간이 지남에 따라 발생할 휨 피로에 대해 시뮬레이션하고 시험하려고 한다.

이 시뮬레이션을 수행하기 위해, 이 모듈은 피시험 파이프 섹션을 가동중 온도 또는 다른 원하는 그리고 예를 들어 가속된 시험 온도일 수 있는 원하는 시험 온도로 가열하고, 파이프 섹션에 대해 4 점 굽힘을 반복적으로 그리고 왕복으로 수행하도록 적응된다. 이 모듈은 4 점 굽힘 시험을 수행하게 적합한 액추에이터들로 피시험 파이프 섹션을 수용하기 위한 시험 장비를 포함하고, 이러한 장비의 일반적인 배열은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 익숙할 것이다.

가능한 실시예에서, 예를 들어 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈의 왕복 4 점 굽힘 시험 장비는 파이프 중간점의 양측에서 피시험 파이프 섹션을 유지하기 위한 제 1 파이프 섹션 홀더 및 제 2 파이프 섹션 홀더; 그리고 각각의 파이프 섹션 단부와 파이프 섹션 홀더 사이의 지점에 횡 방향 하중을 가하도록 각각 배치된 제 1 횡 방향 하중 액추에이터 및 제 2 횡 방향 하중 액추에이터를 포함한다.

사용 중에, 각각의 횡 방향 하중 액추에이터는 제1 파이프 섹션 홀더 및 제2 파이프 섹션 홀더가 굽힘 시험의 4개의 점들을 구성하는 파이프를 유지하는 2개의 지점들 및 2개의 작동 지점들에 횡 방향 힘을 가하도록 파이프를 지지한다. 4개의 점들은 파이프의 길이를 따라 배열되는데, 예를 들어 일반적으로 고르게 분포된다.

바람직한 실시예에서, 이 모듈의 4 점 굽힘 시험 장비는 수평으로 배열되는데, 제 1 파이프 섹션 홀더 및 제 2 파이프 섹션 홀더는 피시험 파이프 섹션을 초기 수평 자세로 유지하도록 배열되고, 제 1 횡 방향 하중 액추에이터 및 제 2 횡 방향 하중 액추에이터는 수직 방향으로 왕복으로 작용하여 피시험 파이프 섹션에 왕복 굽힘 하중을 가하도록 배열된다.

가열 수단은 열원, 예를 들어 방사 또는 유도 열원일 수 있다.

텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈이 제공될 수 있는데, 이는 예를 들어:

이 모듈은 파이프가 릴 배치 용기로부터의 전개시 텐셔너 타워를 통과할 때 파이프의 외측 코팅과 텐셔너 타워의 롤러 그립들 사이에 생성된 하중 레짐, 및 외측 코팅과 파이프 구조 재료 사이의 결과적인 응력들의 영향을 시뮬레이션하는 것으로 의도된다.

용기로부터의 전개시, 파이프는 적절한 직선화 시스템으로부터 그리고 스트링을 표면으로 낮추는 시스템을 통해 빠져 나온다. 표면까지 낮춰진 파이프의 길이의 무게는 용기의 후방을 향해 텐셔너 타워 상에 배열된 그립 시스템에 의해 유지된다. 파이프라인의 외측 환경 보호 코팅과 이 그립 시스템의 그립들 사이의 마찰을 시뮬레이션하여, 파이프라인 섹션이 표면으로 낮춰질 때 파이프라인 섹션에서 겪게 되는 응력들과 변형들을 시뮬레이션할 필요가 있다.

텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈은, 실제로 텐셔너 타워의 그립 시스템을 시뮬레이션하도록 제작되며 외측 파이프 표면과의, 그리고 이에 따라 외측 코팅의 표면과의 마찰 결합을 일으키게 되는 적어도 2개의 파이프 표면 체결 부재들의 제공에 의해, 그리고 피시험 파이프 섹션을 축 방향으로 가압하여 표현으로 낮춰지는 파이프의 무게에 의해 생성되는 하중 레짐을 시뮬레이션함으로써 다음에 축 방향 힘을 가하는 축운동 액추에이터의 제공에 의해 이를 달성한다. 특히, 파이프 구조 엘리먼트와 외측 코팅 사이에 현장에서 생성된 힘들의 효과적인 시뮬레이션이 달성된다.

피시험 파이프 섹션은 텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈 파이프 단부 홀더들 사이에 유지되며, 이는 일반적으로 제1 모듈의 파이프 단부 홀더들과 비슷한 설계일 수 있다. 파이프를 수직으로 배치하는 것이 바람직할 수 있다.

예를 들어, 파이프 주위에 원주 방향으로 균일하게 이격된 복수의 파이프 표면 체결 부재들은 다음에, 원하는 정도의 마찰 결합을 달성하기 위해, 예를 들어 적절한 수평 액추에이터들에 의해 파이프 표면과 맞물려 구동된다. 각각의 파이프 표면 체결 부재는 실제 릴 배치 용기 상의 텐셔너 타워의 그립 패드들을 모방하도록 제작될 수 있으며, 예를 들어 각각의 파이프 표면 체결 부재는 예를 들어, 수직 배열된 복수의 패드들을 포함할 수 있다. 축 이동 액추에이터의 작동은 파이프가 배치될 때 파이프의 무게를 시뮬레이션하기 위해 축 방향 하중을 생성한다.

터치다운 그리고 특히 터치다운시의 새그 굽힘을 시뮬레이션하기 위한 파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈이 제공될 수 있는데, 이는 예를 들어 4 점 굽힘 시험 장비를 포함한다.

배치 프로세스 동안 파이프가 표면 상에 터치다운할 때, 새그 굽힘이 발생한다. 파이프가 배치될 때 새그 굽힘에 의해 야기된 응력들 및 변형들은 파이프의 변형에 있어 중대할 수 있으며, 이는 현장 성능에 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 새그 굽힘 시험은 더욱 바람직하며 파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈에 의해 영향을 받는다.

파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈은 피시험 파이프 섹션을 수용하도록 적응되며 4 점 굽힘 시험을 수행하게 적합한 액추에이터들을 갖는 4 점 굽힘 시험 장비를 포함하고, 이러한 장비의 일반적인 배열은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 익숙할 것이다.

가능한 실시예에서, 예를 들어 파이프 터치다운 시뮬레이션의 왕복 4 점 굽힘 시험 장비는 파이프 중간점의 양측에서 피시험 파이프 섹션을 유지하기 위한 제 1 파이프 섹션 홀더 및 제 2 파이프 섹션 홀더; 그리고 각각의 파이프 섹션 단부와 파이프 섹션 홀더 사이의 지점에 횡 방향 하중을 가하도록 각각 배치된 제 1 횡 방향 하중 액추에이터 및 제 2 횡 방향 하중 액추에이터를 포함한다.

바람직한 실시예에서, 이 모듈의 4 점 굽힘 시험 장비는 수평으로 배열되는데, 제 1 파이프 섹션 홀더 및 제 2 파이프 섹션 홀더는 피시험 파이프 섹션을 초기 수평 자세로 유지하도록 배열되고, 제 1 횡 방향 하중 액추에이터 및 제 2 횡 방향 하중 액추에이터는 수직 방향으로 작용하여 피시험 파이프 섹션에 굽힘 하중을 가하도록 배열된다.

제2 양상의 본 발명에 따르면, 예를 들어 연안 요건들에 대한 해저 파이프라인들의 자격에 대해 파이프라인 섹션을 시험하는 방법은 적어도 다음의 시험 스테이지들을 포함하는데,

파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지 ― 이 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지는,

피시험 파이프 섹션의 제1 및 제2 단부를 각각 유지하며, 파이프 단부 커넥터를 지나 파이프 길이 방향으로 연장하는 암이 각각 제공되는 2개의 파이프 단부 홀더들 사이에 상기 피시험 파이프 섹션을 유지하는 단계;

피시험 파이프 섹션과 나란히 릴링 성형기를 배치하는 단계;

피시험 파이프 섹션과 나란히, 예를 들어 릴링 성형기에 대향하는 측에 직선화 성형기를 배치하는 단계;

역장력을 시뮬레이션하기 위해 피시험 파이프 섹션에 축 방향 하중을 가하는 단계;

파이프를 릴링 성형기 및 직선화 성형기 중 어느 하나와 선택적으로 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동시키고 릴링 성형기 및 직선화 성형기 중 어느 하나에 접촉력을 가하여 파이프를 성형기와 일치하게 변형시키도록 파이프와 릴링 성형기의 또는 파이프와 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 단계;

이와 동시에, 파이프가 성형기와 일치하도록 변형될 때 파이프를 따라 발생하는 경향이 있는 유효 모멘트 암의 축소에 대처하는 경향이 있는 그러한 정도까지, 파이프 단부 커넥터로부터 먼 쪽의 암 상의 지점에서 각각의 암에 횡 방향 하중을 가하는 단계를 포함함 ―;

가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 스테이지와 가동중 휨 피로 시뮬레이션 스테이지 중 하나, 다른 하나 또는 두 스테이지 모두의 피시험 파이프 섹션에 대한 후속 수행을 포함하며,

가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 스테이지는:

피시험 파이프 섹션이 수용될 때 파이프 섹션 표면 외부 주위의 제1 폐쇄 유체 볼륨 및 제1 폐쇄 유체 볼륨으로부터 유체 분리되며 피시험 파이프 섹션의 보어를 포함하는 제2 유체 볼륨을 정하도록 형성된 압력 용기에 피시험 파이프 섹션을 그렇게 수용하는 단계,

2개의 볼륨들을 유체 분리하도록 압력 용기를 밀폐하는 단계, 및

상기 제1 유체 볼륨 및 상기 제2 유체 볼륨 각각에서 개별적으로 적어도 압력 및 온도를 선택적으로 제어하는 단계를 포함하고;

가동중 휨 피로 시뮬레이션 스테이지는:

피시험 파이프 섹션을 원하는 시험 온도로 가열하는 단계;

예를 들어, 파이프 섹션을 4 점 굽힘 장치에 유지시키고 시험 사이클을 반복적으로 그리고 왕복하여 수행함으로써 파이프 섹션에 대한 왕복 4 점 굽힘 시험을 반복적으로 수행하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 릴 배치 프로세스 또는 가동중 조건들의 다른 양상들을 시뮬레이션하도록 추가 시뮬레이션 스테이지들이 수행될 수 있다.

예를 들어, 이 방법은 텐셔너 타워 시뮬레이션 스테이지를 포함할 수 있으며, 이 스테이지는 예를 들어:

한 쌍의 파이프 단부 홀더들 사이에 피시험 파이프 섹션을 유지하는 단계;

파이프 표면과 마찰 결합하여 피시험 파이프 섹션의 외측 표면에 대해 적어도 2개의 파이프 표면 체결 부재들을 구동시키는 단계;

한 쌍의 파이프 단부 홀더들 사이에 유지된 피시험 파이프 섹션을 파이프 축 방향으로 이동하도록 가압하는 단계를 포함한다.

예를 들어, 이 방법은 예를 들어, 파이프 섹션을 4 점 굽힘 장치에 유지함으로써 피시험 파이프 섹션에 대한 4 점 굽힘 시험을 수행하는 단계, 및 터치다운 그리고 특히 터치다운시 새그 굽힘을 시뮬레이션하도록 시험 사이클을 수행하는 단계를 포함하는 파이프 터치다운 시뮬레이션 스테이지를 포함할 수 있다.

스테이지들은 피시험 파이프 섹션이 순차적으로 시험될 수 있도록, 시뮬레이션되는 이벤트들이 가동 중에 겪게 되는 순서에 대응하는 순서로 순차적으로 배열된다.

따라서 이 방법은 릴링 및 직선화 프로세스의 전체 변형 사이클을 시뮬레이션하는 제1 스테이지 및 릴 배치 프로세스 또는 가동중 조건들의 다른 양상들의 시뮬레이션들을 수행하는 후속 스테이지들을 갖는다.

본 발명은 가장 구체적으로는, 위에서 논의한 이유들로 릴링 및 직선화 프로세스의 전체 변형 사이클의 보다 양호한 시뮬레이션을 제공하는 제1 스테이지의 제공을 특징으로 한다. 그 결과, 피시험 파이프 섹션은 보다 현실적인 변형 레짐을 겪었고, 따라서 나중에 배치 프로세스에서 그리고/또는 가동 중에 성능에 대한 이것의 결과적인 영향들에 대해 보다 유용하게 시험될 수 있다.

이 방법은 특히 본 발명의 제1 양상의 시스템의 동작에 적용되는 방법이며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 제1 양상의 시스템의 동작에 대한 전술한 논의와 유사하게 이 방법의 추가 바람직한 특징들을 추론할 것이다.

특히, 이 방법의 다양한 스테이지들의 바람직한 특징들은 본 발명의 제1 양상의 다양한 모듈들의 동작에 대한 전술한 논의와 유사하게 추론될 것이다.

익숙한 방식으로, 이 방법의 첫 번째 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지는 바람직하게는, 처음에 릴링을 시뮬레이션한 다음, 직선화를 시뮬레이션하는 단계를 포함하며, 이는,

파이프를 릴링 성형기와 접촉하게 이동시켜 파이프를 릴링 성형기와 일치하도록 변형시키기 위해 파이프와 릴링 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제1 단계;

파이프를 릴링 성형기와 접촉하지 않게 이동시키도록 파이프와 릴링 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제2 단계;

파이프를 직선화 성형기와 접촉하게 이동시켜 파이프를 직선화 성형기와 일치하도록 변형시키기 위해 파이프와 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제3 단계;

파이프를 직선화 성형기와 접촉하지 않게 이동시키기 위해 파이프와 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제4 단계를 포함한다.

이 방법의 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지의 원리들은 릴링 성형기에 대한 병진 운동을 이용하여, 파이프 섹션을 릴링 성형기와 접촉시키고 릴링 성형기에 대해 점진적인 변형력을 가하여 릴링을 시뮬레이션하고, 그 후 파이프 섹션을 릴링 성형기로부터 멀어지게 병진시킨 다음, 파이프 섹션을 직선화 성형기와 접촉하게 병진시키고 점진적인 변형력을 가하여 직선화를 시뮬레이션한다. 단부들은 역장력을 가하고 특히 역장력의 폐루프 제어를 제공하는 방식으로 유지된다.

이 방법의 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지는 실제 상황들에서 릴링 및 직선화 사이클들의 시뮬레이션이 각각의 파이프 단부 홀더의 연장 암에 가변적인 횡 방향 하중을 동적으로 적용함으로써 더욱 향상된다는 것을 특징으로 한다. 이것은 종래 기술의 정적으로 유지된 시스템에 내재하는 축소 모멘트 암 영향에 대처하도록 동적으로 조절 가능할 수 있는 구성 가능한 그리고 사용자 가변적인 굽힘 모멘트를 시스템에 도입한다.

바람직하게는, 현장에서 릴링 또는 직선화를 더 잘 시뮬레이션하는 릴링 또는 직선화 사이클 전반에서 모멘트 암 변화의 시뮬레이션을 유지하기 위해 경우에 따라, 피시험 파이프 섹션이 릴링 성형기 또는 직선화 성형기와 일치하도록 변형될 때의 변형 사이클 동안 횡 방향 하중이 동적으로 조정된다. 바람직하게는, 릴링 또는 직선화 사이클 전반에서 거의 일정한 모멘트 암을 유지하기 위해 경우에 따라, 피시험 파이프 섹션이 릴링 성형기 또는 직선화 성형기와 일치하도록 변형될 때의 변형 사이클 동안 횡 방향 하중이 동적으로 조정된다.

예를 들어, 릴링 성형기 및 직선화 성형기는 피시험 파이프 섹션의 양측에 배치될 수 있다. 그 다음, 피시험 파이프 섹션은 각각의 성형기와 피시험 파이프 섹션이 점진적으로 강제로 접촉하게 될 때 점진적 변형력을 가하는 식으로 릴링 성형기 또는 직선화 성형기 중 어느 하나와 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 왕복으로 이동될 수 있다.

가능한 실시예에서, 릴링 성형기와 직선화 성형기는 예를 들어, 제1 프레임 상에서 서로에 대해 고정된 경직된 관계로 유지될 수 있다. 단부 홀더들은 릴링 성형기 및 직선화 성형기에 대해 병진 가능한, 예를 들어 상기 제1 프레임에 대해 횡 방향으로 병진 가능하고 예를 들어, 제1 프레임에 대해 병진 가능한 제2 프레임 상에 고정된 관계로 유지되는 식으로 유지될 수 있다.

바람직하게는, 이 방법은 피시험 파이프 섹션이 릴링 성형기와 직선화 성형기 사이에서 일반적으로 수평 배치로 유지되는 수평 병진을 수행한다.

바람직하게는, 각각의 파이프 단부 홀더는 파이프와 릴링 성형기 또는 파이프와 직선화 성형기의 병진 운동 평면에 수직인 피벗 축을 중심으로 피벗된다. 가장 바람직하게는, 각각의 파이프 단부 홀더는 파이프 단부 커넥터에 또는 파이프 단부 커넥터 근방에 위치한 축을 중심으로 피벗된다. 바람직하게는, 각각의 파이프 단부 홀더는 연장 암이 항상, 일반적으로 피시험 파이프 섹션의 단부의 축 방향의 연속인 방향으로 연장하는 식으로 피벗된다.

바람직하게는, 파이프 단부 홀더 암 연장부 상의 파이프 단부의 말단 지점에 가해지는 횡 방향 힘은 파이프 축 방향의 횡 방향으로 파이프를 이동시키는 경향이 있게 가해진다.

바람직하게는, 횡 방향 힘은 횡 방향 액추에이터에 의해 가해진다.

바람직하게는, 릴링 또는 직선화 시뮬레이션 사이클 전반에서 원하는 모멘트 암 조건을 달성하도록, 각각의 단부 홀더의 각각의 외향 연장 암에 부과되는 적용된 가변적인 횡 방향 하중의 동적 제어가 유지된다.

앞서 설명한 발명의 제2 양상의 방법의 다음에 수행되는 스테이지들의 바람직한 특징들은 또한 본 발명의 제1 양상의 추가 모듈들의 동작에 대한 논의와 유사하게 추론될 것이다.

본 명세서에서는 편의상, 특히 파이프, 릴링 성형기 및 직선화 성형기가 수평으로 유지되고 트랜스레이터에 의해 수평 방향으로 가로로 이동되는 특정 바람직한 실시예들을 참조하면, 예로서 간혹 이러한 수평 병진에 대한 언급이 이루어질 수 있다. 이것은 단지 예시적인 배향일 뿐이라고 이해될 것이다. 마찬가지로, 파이프 축 방향에 대한 언급이 이루어지는 경우, 이는 파이프가 존재하지 않는 경우에도 시스템의 컴포넌트들을 배향하기 위한 수단으로서, 사용 중에 현장에 있는 파이프의 실제 방향을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 마찬가지로, 횡 방향에 대한 언급들은 사용시에 현장에 있는 파이프와의 축 방향에 대해 가로인 방향을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

본 발명은 이제 첨부 도면들의 도 1 - 도 5를 참조하여 단지 예로서 기술될 것이다:
도 1은 종래 기술의 표준 릴링 시험 방법 및 장치의 개략적 표현이다.
도 2는 대안적인 종래 기술의 릴링 시험 방법 및 장치의 개략적 표현이다.
도 3은 도 2의 장치 및 방법에 따라 시험된 파이프의 단면의 위치의 함수로서의 잔류 타원율의 그래픽 표현이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 시스템에 통합하기에 적합한 변형된 릴링 및 직선화 모듈의 사시도이다.
도 5는 이를테면, 도 2와 도 4에 각각 예시된 장치 상에서 시험될 때의 파이프 단면의 잔류 타원율을 비교한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 시스템에 통합하기에 적합한 텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 시스템에 통합하기에 적합한 파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 시스템에 통합하기에 적합한 가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈의 단면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 시스템에 통합하기에 적합한 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈의 사시도이다.

본 발명은 특히, 이를테면 도 4에 구체화된 변형된 릴링 및 직선화 모듈의 제공, 및 실제 현장 내 변형 레짐의 보다 양호한 시뮬레이션에 의해 보다 통합된 시스템에서 이것이 발생시키는 결과적인 시너지들을 특징으로 한다. 이를테면, 도 4에 구체화된 변형된 릴링 및 직선화 모듈은 우선 종래 기술의 릴링 시험 장비들과 비교된다.

릴링 시험 장비의 기능은 연안 요건들에 대한 해저 파이프라인의 보다 효과적인 자격을 달성하도록, 일반적인 릴 배치 파이프 설치 프로세스 중에 파이프에서 겪게 되는 응력들 및 변형들을 시뮬레이션하는 것이다.

실제 시스템에서, 강철 파이프라인의 연속 섹션들은 일반적으로 고주파 유도 프로세스에 의해 용접되고, 현장 코팅이 용접에 적용되며, 이렇게 생성된 파이프라인의 길이는 릴링 용기를 통해 배치 장소로 이송하기 위해 릴에 공급되는데, 여기서 파이프라인은 언릴링되고, 곧게 펴져 배치된다.

일반적인 릴형 파이프 설치 프로세스의 임의의 시뮬레이션에서 시험될 주요 기계적 고려사항들은 다음과 같이 요약될 수 있다.

첫째, 파이프가 릴에 적용된다. 파이프가 릴의 곡률에 맞도록 압력이 가해질 때, 하중은 파이프 곡률이 릴 반경의 곡률에 맞을 때까지 탄성 소성 변형 사이클의 발생을 일으킨다.

둘째, 파이프가 언릴링된다. 파이프가 릴에서 제거될 때만 파이프가 직선화하기 시작하기 때문에 일부 하중이 발생하지만, 파이프가 직선화 성형기에 대해 역으로 변형되는 직선화 프로세스를 완료하기 위해서는, 두 번째 탄성 소성 변형 사이클로 이어지는 두 번째 변형 하중을 발생시킨다. 직선화 성형기는 일반적으로, 일단 직선화 하중이 제거되면 파이프의 탄성 제하(elastic unloading)가 발생하여 파이프를 본질적으로 제하되고 일직선 상태로 되돌아가는 경향이 있게 하기에 충분한 정도의 반대 곡률을 생성하도록 설계된다.

릴링 및 전개 프로세스 동안 파이프의 거동에 영향을 미치는 주요 고려사항들 중에는 릴의 유효 반경, 직선화 형성기의 유효 반경, 파이프라인이 받는 역장력, 및 릴에 대한 그리고 직선화 성형기에 대한 굽힘 동안 겪게 되는 모멘트 암이 있다.

설치 중 전반적인 파이프라인 기계적 응답(및 그 신뢰성 및 서비스에 대한 그 기계적 응답의 결과들)에 대한 임의의 시뮬레이션은 현장에서 발생하는 주기적인 탄성 소성 변형들의 효과적인 시뮬레이션 그리고 특히, 위의 현장 내 요인들의 효과적인 시뮬레이션을 필요로 할 것이라고 이해될 것이다.

현재 업계 표준에 따른 간단한 종래 기술의 릴링 시험이 도 1을 참조하여 개략적으로 예시된다.

도 1에 따르면, 곡률은 현장 내 사이클의 릴링 및 직선화 단계들을 시뮬레이션하도록 의도된 곡률로 피시험 파이프 섹션(1)이 릴링 성형기(2) 그리고 이어서 직선화 성형기(3) 쪽으로 선택적으로 당겨진다. 이 시험은 파이프의 한 단부가 핀 고정 조인트(4)에 의해 유지되는 한편, 다른 단부는 당김 방향(D)으로 윈치를 통해 각각의 성형기들 쪽으로 당겨진다는 점에서, 본질적으로는 자유 캔틸레버 시험이다.

도 1의 장치 및 방법은 정확히 대표적인 릴링 및 직선화 성형기 반경 시뮬레이션을 얻도록 적합한 릴링 성형기 및 적합한 직선화 성형기의 주의 깊고 적절한 선택을 가능하게 한다.

그러나 윈치를 사용하여 자유 단부를 잡아 당기는 것은 현장에서 파이프라인이 겪게 되는 역장력의 효과적인 시뮬레이션을 제공하지 못한다. 윈치는 피시험 파이프 섹션의 자유 단부를 파이프 시험 섹션의 축 방향에 처음에 수직인 방향으로 잡아 당기지만, 파이프가 성형기 쪽으로 구부러질 때, 윈치 당김 방향은 파이프 축 방향에 대해 가로 놓이는 것이 중단되어, 파이프가 릴링 성형기 쪽으로 구부러질 때 일반적으로 방향(B)으로의 제어되지 않은 역장력 증가, 그리고 파이프가 이후에 직선화 성형기 쪽으로 당겨지고 이에 대해 변형될 때 제어되지 않은 역장력의 다른 증가를 발생시킨다. 도 1의 장치 및 방법은 실제 상황에서 파이프에 의해 겪게 되는 역장력을 시뮬레이션하기 위한 효과적인 수단을 생성하지 않는다.

추가로, 파이프가 각각의 성형기들 쪽으로 구부러질 때, 파이프는 파이프 타원율 증가를 야기하는 (예를 들어, 약 9미터에서 약 4미터까지의 일반적인 스케일로) 축소 모멘트 암을 겪는다. 또한, 이는 현장 내 조건들을 현실적으로 시뮬레이션하지는 않는다.

종래의 캔틸레버 릴링 시험 장비로 서로 다른 제어된 릴링 레이트들을 시뮬레이션하는 것도 쉽지 않다.

윈치 풀리(pulley) 시스템은 작동시 많은 저장 에너지를 발생시키며, 이는 파이프 섹션 고장의 경우에 상당한 안전 위험을 나타낼 수 있다.

대안적인 변형된 설계가 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 제안되었다. 피시험 파이프 섹션(11)이 릴링 성형기(12)와 직선화 성형기(13) 사이에 있다. 예시적인 실시예에서, 배열은 (도시되지 않은) 적절한 지지 프레임 상에 수평으로 배치된다. 적절한 병진 수단을 통해 릴링 성형기(12)에 대해 먼저 그리고 나서 직선화 성형기(13)에 대해 방향들(T)으로 피시험 파이프 섹션에 왕복하여 압력을 가함으로써 파이프 릴링 및 직선화 조건들이 시뮬레이션된다. 현장에서 파이프가 겪게 되는 역장력을 더 잘 시뮬레이션하기 위해, 방향(A)으로 작용하는 축 방향 하중 수단이 사용되어 축 방향으로 제어된 인장 하중을 가한다.

이러한 시스템은 릴링 및 직선화 성형기 반경의 정확한 선택, 그리고 예컨대 상호 교환 가능한 릴링 및 직선화 성형기들의 제공을 가능하게 한다. 축 방향 하중 발생기들은 예를 들어, 파이프 상의 하중 셀로부터의 피드백과 함께 적절한 제어 수단의 작용 하에 폐루프 제어식 역장력이 적용될 수 있게 한다. 적절한 프레임 장착들은 제어되며 반복적인 방식으로 방향(T)의 횡 방향 하중이 적용될 수 있게 하여 가변 제어되고 반복 가능한 릴링 레이트들을 시뮬레이션할 수 있다. 시험편은 시스템 내에 완전히 둘러싸일 수 있어, 시험편 파손의 경우에 안전성을 향상시킬 수 있다. 시스템을 둘러싸는 것은 또한 현장 비표준 환경 조건들의 가능한 시뮬레이션을 제공할 수 있다.

그러나 도 2에 예시된 시스템은 파이프 섹션이 각각의 개별 성형기에 맞게, 예를 들어 파이프를 따라 일반적으로 약 5미터에서부터 약 2.5미터까지 변형될 때 비현실적으로 축소하는 굽힘 모멘트 암을 여전히 겪고 있다. 이 결과는 예를 들어, 도 3에 그래프로 예시된 방식으로 단면의 위치의 함수로서 변화하는 허용할 수 없고 비현실적인 잔류 타원율이다.

본 발명의 실시예에 따른 해결책이 도 4에 예시된다. 피시험 파이프 섹션(21)이 도 2에 예시된 것과 비슷한 배치로 릴링 성형기(22)와 직선화 성형기 사이에 배치된다는 점에서 도 2의 일반적인 원리들 중 일부가 적용된다. 도면에서, 피시험 파이프 섹션(21)은 릴링 프로세스의 시뮬레이션에서 릴링 형성기(22)로 압력이 가해져 그에 대해 변형되는 것으로 도시된다.

파이프 단부들은, 강성 프레임(25) 상의 피벗들(27)을 중심으로 피벗식으로 장착되며 피시험 파이프 섹션에 제어된 축 방향 하중을 가하여 실제 시스템에서 역장력을 시뮬레이션하도록 구성된 파이프 단부 홀더들(26)에 의해 유지된다. 현장에서 겪게 되는 릴링 및 직선화 변형들을 시뮬레이션하기 위해, 릴링 성형기 및 직선화 성형기는 유압 램들(24)의 작용 하에 왕복하여 이동 가능한 슬라이딩 가능 프레임 모듈 상에서 피시험 파이프 섹션의 위치의 양측에 고정된 공간적 관계로 장착되어, 피시험 파이프 섹션이 먼저 릴링 성형기에 그리고 다음에는 직선화 성형기에 선택적으로 접촉하여 압력이 가해지고 그에 대해 변형되게 한다.

도 2에 예시된 것과 같이 구성된 시험 장비들에서 겪게 되는 모멘트 암 영향의 제어되지 않는 축소가 달성되게 하는 특정한 적응은 파이프 단부 홀더 연장 암(28)과 유압 램(29)의 결합이다. 파이프가 릴링 성형기(22)에 대해 변형될 때, 각각의 유압 램(29)은 파이프 단부 연결부(27)로부터 먼 암(28) 상의 지점에서 횡 방향 하중을 가하도록 연장하는데, 파이프 단부 연결부(27)는 피벗 연결부(26)와 협력하여, 축소 모멘트 암 영향에 대처하고 릴링 동안 현장에서 겪게 되는 기계적 상황을 보다 잘 복제하는 데 필요한 그러한 레벨로 제어될 수 있는 굽힘 모멘트를 파이프 단부들에 가한다.

파이프 섹션이 이후 직선화 성형기에 대해 변형될 때 동일한 원리가 적용되는데, 유압 램(29)은 또한 파이프가 언릴링되어 곧게 펴질 때 설치 용기 상의 조건들을 더 잘 복제하기 위해 구성 가능하며 제어되는 굽힘 모멘트를 적용하도록 구성 가능하다.

도 4에 예시된 릴링 및 직선화 모듈의 실시예는 파이프가 도 2의 2개의 성형기들에 대해 변형될 때 겪게 되는 축소 모멘트 암에 의해 발생된 잔류 타원율의 문제에 대한 간단하고 효과적인 해결책과 도 2의 장치의 모든 장점들을 결합한다. 이것은 도 5에 그래프로 예시되어 있다. 도 4에 예시된 실시예의 릴링 및 직선화 모듈에 의해 생성된 파이프 단면의 잔류 타원율은 현장 내 조건들의 보다 현실적인 시뮬레이션이다. 도 4에 의해 예시된 릴링 및 직선화 모듈은 롤링 및 직선화 성형기 반경들의 정확한 시뮬레이션을 가능하게 하고, 폐루프 제어된 역장력을 가능하게 하며, 폐루프 제어된 릴링 레이트들을 가능하게 하고, 피시험 파이프 섹션의 포함에 의해 그리고 유압 하중의 사용에 의해 향상된 안전성을 가능하게 하고, 파이프의 보다 일정한 타원율을 발생시키는 굽힘 동안 더 일정한 모멘트 암을 가능하게 한다. 단일 시험에서 하나를 초과하는 용접된 파이프 섹션을 시험하는 것, 그리고 예를 들어, 단일 시험에서 균일한 타원율의 확신을 갖고 2개의 현장 조인트 코팅 또는 4개의 용접들을 시험하는 것이 가능해진다.

보다 구체적으로, 본 발명과 관련하여, 제1 모듈에서의 본질적으로 보다 양호한 시뮬레이션은 동일한 파이프 시험 섹션에 대해 후속 시험이 이후에 수행될 수 있다는 점에서 특별한 이점들로 통합 시스템을 보다 실용적으로 만든다. 이는 보다 효과적인 통합 시뮬레이션을 제공한다. 이러한 통합 시스템에 적합한 추가 모듈들의 예들이 도 6 - 도 9에서 예시된다.

이들은 단지 예들이다. 본 발명은 가동중 압력 및 온도 또는 가동중 휨 피로 중 하나, 다른 하나 또는 둘 다를 시뮬레이션하기 위한 모듈 또는 방법 단계의 포함을 적어도 파악한다. 예시된 바와 같이, 아니면 현장 내 조건의 임의의 스테이지의 임의의 시뮬레이션을 제공하기 위한 다른 그러한 모듈들 또는 방법 단계들은 시스템의 적절한 위치에 또는 방법의 적절한 시점에 독립적으로 통합될 수 있다. 개선된 제1 스테이지에 의해 가능해지는 그러한 임의의 추가 스테이지의 효과적인 통합에 잠재적인 시너지 이점이 있다. 결과적인 시스템은 릴 배치 프로세스 및 가동중 레짐의 복수의 스테이지들 각각의 보다 효과적으로 통합된 시뮬레이션을 제공한다.

도 6은 텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈의 사시도로서, 특히 파이프가 표면으로 낮춰질 때 그리고 텐셔너 타워 그립 롤러들이 파이프 코팅의 외측 표면에 대해 그립함으로써 낮춰지는 파이프의 무게를 유지할 때 겪게 되는 응력/변형 레짐을 시뮬레이션하도록 의도된다. 용기로부터의 전개시, 파이프는 이러한 텐셔너 타워를 통해 그리고 무게를 지탱하도록 예를 들어, 대향 면들에서 그립하는 롤러들의 어레이를 통해 직선화기로부터 공급된다. 모듈의 목적은 현장에서 파이프의 외측 표면과 롤러들 사이의 마찰 레짐을 시뮬레이션하는 것이다.

본 발명에 따라 릴링 및 직선화 모듈에서 처음 시험을 거친 피시험 파이프 섹션(41)은 적절한 시험 장비에서 제 위치에 도시된다. 시험 장비는 프레임들(42, 43) 상에 각각 장착된 2개의 엘리먼트들을 포함한다.

프레임(42)은 피시험 파이프 섹션(41) 상의 텐셔너 타워의 그립 작용을 시뮬레이션하는 장치를 지탱한다. 프레임(42)으로부터 연장하는 유압 램들(44)은 텐셔너 타워의 롤러 그립들에 유지된 패드들과 유사한 구조인 복수의 패드들(46)을 각각 유지하는 파이프 표면 체결 부재들(45)에 피시험 파이프 섹션(41)의 외측 표면과 접촉하여 압력을 가한다.

프레임(43)은 텐셔너 타워를 통해 낮춰지는 파이프의 무게를 시뮬레이션하기 위해 축 방향 힘을 발생시킬 수 있는 파이프 단부 홀더들(47) 및 축 방향 액추에이터들(48)을 지탱한다.

실제 실시예에서는, 예시된 바와 같이, 피시험 파이프 섹션이 수직으로 유지된다. 편리한 동작 모드에서, 피시험 파이프 섹션은 우선 각각의 표면 체결 부재들(45) 사이에 위치하여 유지되며, 이로써 프레임(42)에 의해 지지된다. 프레임(42)은 초기에 프레임(43)으로부터 멀리 이격될 수 있으며, 그 후 시험 위치로 병진될 수 있고, 그 위치에서 파이프 단부 홀더들(47)은 예를 들어, 적절한 해제 가능한 기계적 체결을 통해 파이프의 단부들과 맞물리고, 축 방향 하중 메커니즘이 작동되어 축 방향 하중을 가한다.

이것은 텐셔너 타워에서의 하중 레짐의 효과적인 시뮬레이션을 제공하며, 특히 파이프 섹션(41)의 외측 표면과 패드들(46) 사이의 마찰 결합의 효과적인 시뮬레이션을 제공하는데, 이는 전개되는 파이프의 외측 표면과 일반적인 텐셔너 타워의 롤러 그립들 사이의 마찰 결합을 보다 가깝게 시뮬레이션한다.

도 7은 터치다운 조건들을 시뮬레이션하고, 특히 새그 굽힘 변형을 시뮬레이션하도록 의도된 파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈의 사시도이다. 이 모듈은 수평으로 배치된 4 점 굽힘 시험 장비를 포함한다.

적어도 릴링 및 직선화 모듈 시뮬레이션에, 그리고 예를 들어 텐셔너 타워 모듈 시뮬레이션에 추가로 가해진 피시험 파이프 섹션(61)은 일반적으로 종래의 설계의 4 점 굽힘 시험 장비에 유지된다.

시험 장비는 피시험 파이프 섹션과의 4개의 접촉점들을 함께 정하는 유압 램들(64a, 64b) 및 수동 파이프 섹션 지지부들(63a, 63b)을 갖는 지면 결합 프레임(62)을 포함한다.

시험을 수행하기 위해, 유압 램(64a, 64b)이 연장되어, 파이프 섹션을 파선들로 예시된 굽힘 구성(65)으로 가압하도록 파이프 섹션에 작용한다.

도 8은 현장 피시험 파이프 섹션에 도시된 가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈의 단면이다.

튜브(81) 및 폐쇄부(82)에 의해 형성된 압력 용기는 적어도 릴링 및 직선화 모듈 시뮬레이션, 그리고 선택적으로는 앞서 설명한 것들과 같은 추가 시뮬레이션들을 거친 피시험 파이프 섹션(83)을 수용한다.

예를 들어, 폐쇄부(82)를 제 위치에 볼트 결합함으로써 폐쇄가 완료될 때, 용기는 피시험 파이프 섹션(83)을 외부에서 둘러싸고 파이프(85)의 보어 볼륨으로부터 유체 분리되는 유체 분리 볼륨(84)을 형성한다.

이것은 외부 및 내부 볼륨들을 환경적으로 분리하며, 상이한 환경 그리고 적절하다면 화학적 조건들이 파이프의 외부 및 내부 표면들을 견딜 수 있게 하고, 특히 예를 들어, 매우 다른 외부 및 내부 온도 및 압력 레짐들, 그리고 탄화수소 회수 중에 발생할 수 있는 그러한 온도 및 압력 레짐들의 변화를 시뮬레이션하는 효과를 갖는다.

예를 들어, 실시예에서는, 파이프 섹션(83)을 직접 가열하기 위해 직접 가열 시스템(87)이 제공된다. 기계식 액추에이터들(89)은 파이프에 횡 방향 힘을 가하여 현장에서의 압력을 시뮬레이션할 수 있다. 각각의 유체 분리 볼륨(84, 85)은 현장 내 조건들을 시뮬레이션하기 위해 선택적으로 비-주위 온도에서의 가압 유체의 도입에 의해 추가로 가압될 수 있다. 이러한 배열은 또한 원칙적으로는, 볼륨들 중 어느 한쪽 또는 양쪽에서 서로 다른 환경 화학 작용의 시뮬레이션을 가능하게 한다.

전체 모듈은 내부 시험 볼륨을 주변으로부터 격리시키기 위해 단열 층(90)으로 둘러싸인다.

도 9는 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈의 사시도이다. 이는 다양한 탄화수소 흐름들 하에서 열 영향들로 인해 발생하는 파이프라인의 팽창 및 수축에 특히 기인할 수 있는, 탄화수소 회수 동안 가동 중에 겪게 되는 휨 피로 영향들을 시뮬레이션하는 것이 의도된다.

적어도 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈에서의 시뮬레이션이, 그리고 선택적으로는 앞서 설명한 것들과 같은 추가 시뮬레이션들이 이전에 가해진 피시험 파이프 섹션(101)은 변형된 4 점 굽힘 시험 장비와 연관하여 배치된다.

4 점 굽힘 시험 장비 설계의 일반적인 원칙들은 또한 익숙할 것이다. 수평으로 배치된 프레임(102)은 지지부들(103a, 103b) 및 유압 실린더들(104a, 104b)을 지탱한다. 이들은 4개의 굽힘 접촉점들을 제공하는데, 유압 실린더들(104a, 104b)의 작동은 익숙한 방식으로 굽힘부를 생성한다.

궁극적으로 파이프의 열 팽창에 기인할 수 있는 탄화수소 회수 중에 횡 방향 및 융기 운동의 조건들을 시뮬레이션하기 위해, 시험 도중 파이프를 가열할 필요가 또한 있다. 피시험 파이프 섹션(101)은 절연 슬리브(106) 내에 유지되고, 도관(108)에 의해 제공되는 실시예에서는 가동중 조건들을 시뮬레이션하기 위해 파이프를 가열하고 예를 들어 추가로 가압하기 위한 적절한 수단이 제공된다.

피스톤들(104)은 왕복 운동을 위해 피시험 파이프 섹션을 반복적으로 구부리고 곧게 펴서 휨 피로 영향들에 대해 시험하기 위한 현장 내 조건들을 시뮬레이션하도록 적응된다.

앞서 말한 것은 단지 배치 및 탄화수소 회수 중에 파이프라인이 겪는 현장 내 조건들의 상이한 스테이지들의 시뮬레이션들을 제공하기 위한 가능한 추가 모듈들의 예들일 뿐이다.

Claims

적어도 다음의 시험 모듈들을 포함하는 파이프 시험 시스템으로서,
파이프 릴링(reeling) 및 직선화(straightening) 시뮬레이션 모듈 ― 상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈은,
피시험 파이프 섹션의 제1 및 제2 단부를 각각 유지하기 위한 2개의 파이프 단부 홀더들;
릴링 성형기(former);
직선화 성형기;
상기 피시험 파이프 섹션을 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기 중 어느 하나와 선택적으로 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동시키고 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기 중 어느 하나에 접촉력을 가하게 하도록 상기 피시험 파이프 섹션과 상기 릴링 성형기의 그리고 상기 파이프와 상기 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하기 위한 트랜스레이터(translator)를 포함하며,
각각의 파이프 단부 홀더는 파이프 단부 커넥터 및 상기 파이프 단부 커넥터를 지나 파이프 길이 방향으로 연장하는 연장 암을 포함하고,
상기 파이프 단부 커넥터로부터 먼 쪽의 지점에서 상기 암에 횡 방향 하중을 가하기 위해 각각의 연장 암과 연관하여 횡 방향 액추에이터가 제공됨 ―; 및
가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈 및/또는 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈 중 하나, 다른 하나 또는 둘 다를 포함하며,
상기 가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 모듈은:
상기 피시험 파이프 섹션을 수용하고 이로써 상기 파이프 섹션 표면 외부 주위의 제1 폐쇄 유체 볼륨 및 상기 제1 폐쇄 유체 볼륨으로부터 유체 분리되며 상기 피시험 파이프 섹션의 보어를 포함하는 제2 유체 볼륨을 정하도록 형성된 압력 용기; 및
상기 제1 유체 볼륨 및 상기 제2 유체 볼륨 각각에서 개별적으로 적어도 압력 및 온도를 선택적으로 제어하기 위한 각각의 환경 제어 시스템들을 포함하고;
상기 가동중 휨 피로 시뮬레이션 모듈은:
왕복 4 점 굽힘 시스템; 및
상기 왕복 4 점 굽힘 시스템 내에 수용된 피시험 파이프 섹션을 원하는 시험 온도로 가열하기 위한 가열 수단을 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제1 항에 있어서,
텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈을 더 포함하며, 상기 텐셔너 타워 시뮬레이션 모듈은,
피시험 파이프 섹션의 단부를 유지하도록 각각 적응된 한 쌍의 파이프 단부 홀더들;
적어도 2개의 파이프 표면 체결 부재들 및 예를 들어, 피시험 파이프 섹션의 외측 표면에 대해 맞물리도록 각각 적응된 적어도 한 쌍의 대향하는 파이프 표면 체결 부재들;
각각의 파이프 표면 체결 부재와 연관되며, 선택적으로 파이프 표면과 마찰 결합하여 그리고 마찰 결합하지 않고 상기 각각의 파이프 표면 체결 부재를 구동하도록 작동 가능한 횡 방향 하중 액추에이터;
파이프 단부 홀더와 연관되며, 상기 한 쌍의 파이프 단부 홀더들 사이에 유지된 상기 피시험 파이프 섹션을 파이프 축 방향으로 가압하도록 작동 가능한 축운동 액추에이터를 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
4 점 굽힘 시험 장비를 포함하는 파이프 터치다운 시뮬레이션 모듈을 더 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
시뮬레이션되는 이벤트들이 가동 중에 겪게 되는 순서에 대응하는 순서로 순차적 시험을 위해 모듈들 사이로 피시험 파이프 섹션이 통과될 수 있도록, 각각의 모듈 사이의 이송 수단을 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 상기 트랜스레이터는 피시험 파이프 섹션을 상기 릴링 성형기와 접촉하게 이동시키도록 상기 피시험 파이프 섹션과 상기 릴링 성형기 사이의 상대적 이동을 수행함으로써 릴링을 시뮬레이션하고, 상기 파이프를 상기 릴링 성형기에 대해 변형시킬 점진적인 힘을 가하기 위해 상기 릴링 성형기에 대해 상기 파이프 섹션에 추가로 압력을 가하도록 적응되는,
파이프 시험 시스템.
제5 항에 있어서,
각각의 횡 방향 액추에이터는 상기 파이프가 상기 릴링 성형기에 대해 변형될 때 상기 파이프 단부 커넥터로부터 먼 지점에서 상기 각각의 횡 방향 액추에이터의 각각의 암에 가변적인 횡 방향 하중을 가하도록 적응되는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 상기 트랜스레이터는 피시험 파이프 섹션을 상기 직선화 성형기와 접촉하게 이동시키도록 상기 피시험 파이프 섹션과 상기 직선화 성형기 사이의 상대적 이동을 수행함으로써 직선화를 시뮬레이션하고, 상기 파이프를 상기 직선화 성형기에 대해 변형시킬 점진적인 힘을 가하기 위해 상기 직선화 성형기에 대해 상기 파이프 섹션에 추가로 압력을 가하도록 적응되는,
파이프 시험 시스템.
제7 항에 있어서,
각각의 횡 방향 액추에이터는 상기 파이프가 상기 직선화 성형기에 대해 변형될 때 상기 파이프 단부 커넥터로부터 먼 지점에서 상기 각각의 횡 방향 액추에이터의 각각의 암에 가변적인 횡 방향 하중을 가하도록 적응되는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 각각의 파이프 단부 홀더는 상기 트랜스레이터가 작용하는 평면에 수직인 피벗 축을 중심으로 한 회전을 위해 장착되는,
파이프 시험 시스템.
제9 항에 있어서,
각각의 파이프 단부 홀더는 상기 횡 방향 액추에이터가 상기 연장 암에 횡 방향 하중을 가하는 지점보다 상기 파이프 단부 커넥터에 더 근접하게 위치한 축을 중심으로 피벗하도록 장착되는,
파이프 시험 시스템.
제10 항에 있어서,
각각의 파이프 단부 홀더는 상기 파이프 단부 커넥터에 또는 상기 파이프 단부 커넥터 근방에 위치한 축을 중심으로 피벗하도록 장착되는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기는 피시험 파이프 섹션이 사용 중에 사이에 유지될 한 쌍의 단부 홀더들에 의해 규정되는 파이프 시험 위치의 양측에 배치되고,
상기 트랜스레이터는 각각의 성형기와 상기 피시험 파이프 섹션이 점진적으로 강제로 접촉하게 될 때 점진적 변형력을 가하는 식으로 상기 릴링 성형기 또는 상기 직선화 성형기 중 어느 하나와 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 왕복 운동하도록 구성되는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 상기 릴링 성형기와 상기 직선화 성형기는 제1 프레임 상에서 서로에 대해 고정된 경직된 관계로 유지되고,
상기 파이프 단부 홀더들은 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기에 대해 병진 가능한 방식으로 유지되는,
파이프 시험 시스템.
제13 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 상기 파이프 단부 홀더들은 상기 제1 프레임에 대해 횡 방향으로 병진 가능한 제2 프레임 상에 유지되는,
파이프 시험 시스템.
제14 항에 있어서,
각각의 파이프 단부 홀더는 상기 제2 프레임과 상기 제1 프레임 사이의 병진 평면에 수직인 피벗 축을 중심으로 피벗 가능하도록 상기 제2 프레임에 피벗식으로 연결되는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기는 피시험 파이프 섹션이 사용 중에 사이에 유지될 한 쌍의 단부 홀더들에 의해 규정되는 파이프 시험 위치의 양측에 일반적으로 수평 배치로 배치되는,
파이프 시험 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기는 제1 수평 프레임 상에 장착되고,
상기 제1 단부 홀더 및 상기 제2 단부 홀더는 제2 수평 프레임 상에 장착되며,
2개의 프레임들은 수평으로 상대적으로 병진 가능한,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 각각의 횡 방향 액추에이터는 연장 및 수축 메커니즘을 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제16 항에 있어서,
각각의 횡 방향 액추에이터는 연장 및 수축 유압 또는 공기압 램을 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈은 릴링 또는 직선화 시뮬레이션 사이클 전반에서 원하는 모멘트 암 조건을 달성하기 위해 각각의 단부 홀더의 각각의 외향 연장 암에 부과되는 적용된 가변적인 횡 방향 하중의 사용시 동적 제어를 수행하기 위한 제어 수단을 더 포함하는,
파이프 시험 시스템.
제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 모듈의 각각의 파이프 단부 홀더는 사용시 피시험 파이프 섹션에 선택적인 축 방향 하중을 가하기 위한 축 방향 힘 발생기를 포함하는,
파이프 시험 시스템.
적어도 다음의 시험 스테이지들을 포함하는 파이프라인 섹션을 시험하는 방법으로서,
파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지 ― 상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지는,
피시험 파이프 섹션의 제1 및 제2 단부를 각각 유지하며, 파이프 단부 커넥터를 지나 파이프 길이 방향으로 연장하는 암이 각각 제공되는 2개의 파이프 단부 홀더들 사이에 상기 피시험 파이프 섹션을 유지하는 단계;
상기 피시험 파이프 섹션과 나란히 릴링 성형기를 배치하는 단계;
상기 피시험 파이프 섹션과 나란히, 예를 들어 상기 릴링 성형기에 대향하는 측에 직선화 성형기를 배치하는 단계;
역장력을 시뮬레이션하기 위해 상기 피시험 파이프 섹션에 축 방향 하중을 가하는 단계;
상기 파이프를 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기 중 어느 하나와 선택적으로 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 이동시키고 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기 중 어느 하나에 접촉력을 가하여 상기 파이프를 상기 성형기와 일치하게 변형시키도록 상기 파이프와 상기 릴링 성형기의 또는 상기 파이프와 상기 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 단계;
이와 동시에, 상기 파이프가 상기 성형기와 일치하도록 변형될 때 상기 파이프를 따라 발생하는 경향이 있는 유효 모멘트 암의 축소에 대처하는 경향이 있는 그러한 정도까지, 상기 파이프 단부 커넥터로부터 먼 쪽의 상기 암 상의 지점에서 각각의 암에 횡 방향 하중을 가하는 단계를 포함함 ―;
가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 스테이지와 가동중 휨 피로 시뮬레이션 스테이지 중 하나, 다른 하나 또는 두 스테이지 모두의 피시험 파이프 섹션에 대한 후속 수행을 포함하며,
상기 가동중 압력 및 온도 시뮬레이션 스테이지는:
상기 피시험 파이프 섹션이 수용될 때 상기 파이프 섹션 표면 외부 주위의 제1 폐쇄 유체 볼륨 및 상기 제1 폐쇄 유체 볼륨으로부터 유체 분리되며 상기 피시험 파이프 섹션의 보어를 포함하는 제2 유체 볼륨을 정하도록 형성된 압력 용기에 상기 피시험 파이프 섹션을 그렇게 수용하는 단계,
2개의 볼륨들을 유체 분리하도록 상기 압력 용기를 밀폐하는 단계, 및
상기 제1 유체 볼륨 및 상기 제2 유체 볼륨 각각에서 개별적으로 적어도 압력 및 온도를 선택적으로 제어하는 단계를 포함하고;
상기 가동중 휨 피로 시뮬레이션 스테이지는:
상기 피시험 파이프 섹션을 원하는 시험 온도로 가열하는 단계;
예를 들어, 상기 파이프 섹션을 4 점 굽힘 장치에 유지시키고 시험 사이클을 반복적으로 그리고 왕복하여 수행함으로써 상기 파이프 섹션에 대한 왕복 4 점 굽힘 시험을 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제22 항에 있어서,
릴 배치 프로세스 또는 가동중 조건들의 다른 양상들을 시뮬레이션하도록 추가 시뮬레이션 스테이지들이 수행되는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제23 항에 있어서,
텐셔너 타워 시뮬레이션 스테이지를 포함하며,
상기 텐셔너 타워 시뮬레이션 스테이지는,
한 쌍의 파이프 단부 홀더들 사이에 상기 피시험 파이프 섹션을 유지하는 단계;
파이프 표면과 마찰 결합하여 상기 피시험 파이프 섹션의 외측 표면에 대해 적어도 2개의 파이프 표면 체결 부재들을 구동시키는 단계;
상기 한 쌍의 파이프 단부 홀더들 사이에 유지된 상기 피시험 파이프 섹션을 파이프 축 방향으로 이동하도록 가압하는 단계를 포함하는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제23 항 또는 제24 항에 있어서,
피시험 파이프 섹션에 대해 4 점 굽힘 시험을 수행하는 단계를 포함하는 파이프 터치다운 시뮬레이션 스테이지를 포함하는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제22 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이지들은 피시험 파이프 섹션이 순차적으로 시험될 수 있도록, 시뮬레이션되는 이벤트들이 가동 중에 겪게 되는 순서에 대응하는 순서로 순차적으로 수행되는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제22 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지는,
상기 파이프를 상기 릴링 성형기와 접촉하게 이동시켜 상기 파이프를 상기 릴링 성형기와 일치하도록 변형시키기 위해 상기 파이프와 상기 릴링 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제1 단계;
상기 파이프를 상기 릴링 성형기와 접촉하지 않게 이동시키도록 상기 파이프와 상기 릴링 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제2 단계;
상기 파이프를 상기 직선화 성형기와 접촉하게 이동시켜 상기 파이프를 상기 직선화 성형기와 일치하도록 변형시키기 위해 상기 파이프와 상기 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제3 단계;
상기 파이프를 상기 직선화 성형기와 접촉하지 않게 이동시키기 위해 상기 파이프와 상기 직선화 성형기의 상대적인 병진 운동을 수행하는 제4 단계를 포함하는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제22 항 내지 제27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지 동안, 현장에서 릴링 또는 직선화를 더 잘 시뮬레이션하는 릴링 또는 직선화 사이클 전반에서 모멘트 암 변화의 시뮬레이션을 유지하기 위해 경우에 따라, 상기 피시험 파이프 섹션이 상기 릴링 성형기 또는 직선화 성형기와 일치하도록 변형될 때의 변형 사이클 동안 상기 횡 방향 하중이 동적으로 조정되는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제28 항에 있어서,
상기 릴링 또는 직선화 사이클 전반에서 거의 일정한 모멘트 암을 유지하기 위해 경우에 따라, 상기 피시험 파이프 섹션이 상기 릴링 성형기 또는 직선화 성형기와 일치하도록 변형될 때의 변형 사이클 동안 상기 횡 방향 하중이 동적으로 조정되는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제22 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 릴링 및 직선화 시뮬레이션 스테이지 동안, 상기 릴링 성형기 및 상기 직선화 성형기는 피시험 파이프 섹션의 양측에 배치되고, 상기 피시험 파이프 섹션은 각각의 성형기와 상기 피시험 파이프 섹션이 점진적으로 강제로 접촉하게 될 때 점진적 변형력을 가하는 식으로 상기 릴링 성형기 또는 상기 직선화 성형기 중 어느 하나와 접촉하게 그리고 접촉하지 않게 왕복으로 이동되는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.
제30 항에 있어서,
상기 방법은 상기 피시험 파이프 섹션이 상기 릴링 성형기와 상기 직선화 성형기 사이에서 일반적으로 수평 배치로 유지되는 수평 병진을 수행하는,
파이프라인 섹션을 시험하는 방법.