NO175832B - Anordning for testing av flensforbindelser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for lek-kas jetest av flensforbindelser i et røranlegg hvor rør-anlegget omfatter skjøtflenser av den type hvor en tetningsring anbringes mellom skjøtflensene, og hvor tetningsringen er innrettet til å tette mot seteflater som dannes av ringformede spor i skjøtflensenes motstående gavlflater, og hvor ringrom avgrenses av tetningsringens gavlflater og sporene som derved tettes langs både indre og ytre periferi.

En flensforbindelse med tilordnet tetningsring av denne art er vist og beskrevet i US-PS 4.272.109, hvor tetningsringen er utformet med en eller flere aksiale kanaler, slik at det opprettes fluidforbindelse mellom ringrom som avgrenses mellom tetningsringens gavlflater og tilgrensende partier av de ringformede sporenes begrensningsflater. I dette US-patentskrift er det imidlertid ikke nevnt noe om trykktesting av flensforbindelsen.

Anordningen ifølge oppfinnelsen vil med fordel kunne benyttes ved alle slags flensforbindelser som krever testing med hensyn på tetthet.

Særlig i forbindelse med prosessanlegg representerer selv mindre lekkasjer ved rørledningenes flensskjøter en ikke ubetydelig eksplosjonsfare. Testing av flensskjøtene er derfor meget viktig og blir vanligvis gjennomført med hyppige intervaller.

Ved testing av røranlegg i prosessindustrien vil det med nåværende teknologi kunne ta opptil en dag for å opparbeide nødvendig testtrykk, det vil si et trykk som har en tilstrekkelig størrelse til at man kan kontrollere hvorvidt flensskjøtene er tette eller ikke. Tilstrekkelig testtrykk ligger betydelig over ordinært prosesstrykk og kan utgjøre for eksempel 500 bar. Prosessanlegget er tilkoplet en trykk-måler. Dersom denne anviser trykkfall etter at testtrykk er opparbeidet i røranlegget, er det påvist minst en lekkasje i anlegget.

Ved en lekkasjepåvisning i et prosessanlegg må man i henhold til dagens teknikk omslutte alle flensskjøter med teip eller skum for visuelt å forsøke å slutte seg til hvor lekkasjen(e) befinner seg. Etter at lekkasjen(e) er ut-bedret, må man på ny opparbeide testtrykk før trykket igjen kan avlastes og prosessanlegget startes opp igjen.

Slik testingen foregår i dag, nemlig ved at testtrykk bygges opp innvendig i rørledningen, vet man ikke hvilken av de to koniske seteflater i flensskjøten som holder tett. Etter demontering av to tilstøtende skjøtflenser ved påvist lekkasje, blir tetningsringen vanligvis kassert fordi man ikke så lett kan konstatere hvorvidt den er skadet eller ikke. Slike tetningsringer som normalt består av stål, er imidlertid meget kostbare, og det er bare mangelfull teknologi som gjør at fullgode tetningsringer i mange tilfeller unødig blir skiftet ut med nye.

Tradisjonell teknikk går således ut på å trykkteste hele prosessanlegget. Som testmedium benyttes ofte nitrogen. På oljefeltet Statfjord A i Nordsjøen vil en slik testoperasjon etter nedstengning av anlegget koste mellom seks og åtte millioner kroner i utstyr og nitrogen. Dersom lekkasje på-vises, må systemet nedkjøres, repareres og deretter trykk-testes på ny.

US-PS 2.491.599 omhandler anordninger ved pakninger av den art som benyttes ved skjøting av foringsrørforankringer og forings-/produksjonsrør ved oljebrønner. Foringsrørforank-ringen er derved utformet med en kanal hvorigjennom det kan injiseres et testmedium til et hulrom avgrenset av tetningsringer. Både selve flensforbindelsen og de pakninger som anvendes er av en helt annen art enn de som kommer til anvendelse ved foreliggende oppfinnelse, men denne kjente anordning har det til felles med en utførelsesform av oppfinnelsen, at det ved begge er utformet en kanal gjennom flen-sen som tillater trykktesting av hulrom avgrenset av pakninger /tetningsring.

US-PS 3.290.047 omhandler ringformede pakninger med primær og sekundær tetningsflate. Ved den primære tetningsflate er ringpakningen utformet med en i tverrsnitt U-formet vegg som vil klappe sammen hvis forbindelsen utsettes for et testtrykk som nærmer seg reelt prosesstrykk. En slik pakning er uegnet for anvendelse i prosessanlegg. Såvel tetningsringer som flenser kan ved denne kjente anordning være utformet med kanaler, for å samle opp og lede bort uønsket fluid. Kanal-ene tjener her til å drenere flensforbindelsene, men på den annen side muliggjør de tilkopling av trykkmålingsutstyr, noe som det imidlertid ikke er gjort rede for i patent-skriftet.

GB patentskrift nr. 1.558.857 og GB publisert patentsøknad nr. 2.177.166 omhandler relevant teknikk. For å gjøre det mulig å trykksette tetningen ved disse kjente anordninger, monteres en ekstra hjelpepakning utenfor tetningen, og trykkfluid ledes inn mellom de to. Derved oppnås at tetningen trykksettes fra utsiden. En stor ulempe med denne løs-ning er at en lekkasje i den ytre hjelpepakning gjør trykktesting umulig. Hvis testen indikerer lekkasje, må flensforbindelsen åpnes, og både tetning og hjelpepakning byttes. Selv om man fra utsiden kan observere at det er hjelpepak-ningen som lekker, kan man ikke dermed konkludere med at tetningsringen holder tett. En liten lekkasje i hjelpe-pakningen medfører i praksis at både den og tetningsringen byttes, og testen må utføres på nytt.

US patentskrift nr. 3.141.685 beskriver en spesiell pak-ningsinnsats for rørskjøter. Pakningen er utformet slik at når rørsystemet står under trykk, bidrar dette til å presse pakningen ut mot tetningsflater i rørveggen. Trykket i røret forsterker tetningseffekten. Dette gir en god tetningsef-fekt, og jo høyere trykk desto bedre tetning. Ulempen er at pakningen ikke tetter særlig godt for trykk fra utsiden idet dette vil bidra til å presse tetningsflåtene fra hverandre. Tetningsevnen utenfra og inn i røret er betydelig dårligere enn i den motsatte retning. Pakningen kan ikke belastes med arbeidstrykk utenfra uten samtidig å sette hele rørsystemet under trykk. Om ringrommet settes under trykk tilsvarende arbeidstrykket mens rørsystemet er trykkløst, vil det trolig oppstå lekkasje selv om pakningen er helt i orden og virker etter hensikten når den belastes den rette vei. En slik test vil også kunne skade en pakning som i utgangspunktet var feilfri.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse er det derfor tatt sikte på å avhjelpe ovennevnte begrensninger, ulemper og mangler ved kjent teknikk og komme frem til en enkel og billig anordning hvor det er truffet konkrete til-tak for å muliggjøre lokal lekkasjetesting av flensforbindelser, og hvor man vil kunne oppdage trykkfall over flensforbindelsen nærmest umiddelbart, uten derved å måtte sette hele prosessanlegget under trykk med alle de ulemper dette ville medføre.

Dette formål er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved minst én fluidforbindelse mellom en ytre trykkilde og ringrommene, hvorved ringrommene kan settes under trykk, og tetningen mellom tetningsringen og sporenes seteflater kan lekkasjetestes uten å trykksette røranlegget.

Ved hjelp av en slik anordning vil man etter for eksempel reparasjon av eksempelvis en ventil kun teste den aktuelle flensforbindelse, og ikke som nå hele anlegget.

Ifølge oppfinnelsen kan tetningsringen være utformet med en i og for seg kjent, i hovedsak aksialt forløpende, gjennomgående kanal, idet det er opprettet fluidumforbindelse mellom denne kanal og et utvendig tilførselsrør som er tilkoplet en trykkilde, for eksempel en trykkflaske, for testmedium, samt et manometer.

For å opprette fluidumforbindelse mellom tetningsringens kanal og nevnte utvendige tilførselsrør for testmedium, kan det ifølge en utførelsesform i tetningsringen utformes en andre, i hovedsak radialt forløpende kanal som kommuniserer med den første kanal og munner ut ved tetningsringens omkretsflate. Nevnte andre kanal er fortrinnsvis gjenget - eller utformet med andre fastholdelsesmidler - for eksempel over sitt radialt ytre parti, slik at det heri kan skrues inn et passende tilførselsrør, som derved kan ha en slik lengde at det strekker seg utenfor flensforbindelsen hvor det tilkoples nevnte trykkflaske og manometer.

Tetningsringen har tetningsflater som komplementært korre-sponderer med de koniske seteflater i flensskjøten. I de motstående gavlflater av to sammenkoplede skjøtflenser er det utformet ringformede spor, hvori tetningsringen opptas. Sammen med disse ringformede spors begrensningsflater av-grenser tetningsringens gavlflater to ringrom. Tetningsringens aksialt forløpende kanal munner ut i disse ringrom. Ved hjelp av tetningsringens kommuniserende kanaler og det påskrudde tilførselsrør for testmedium settes nevnte ringrom i flensskjøten under trykk og testtrykk opprettes så å si umiddelbart på grunn av de to ringroms ubetydelige volum. Eventuelt trykkfall avleses umiddelbart på manometeret.

Ifølge en andre utførelsesform kan det opprettes fluidumforbindelse mellom tetningsringens aksiale kanal og det utvendige tilførselsrør for testmedium ved hjelp av en i og for seg kjent kanal (US-PS 2.491.599) som er boret gjennom den ene skjøtflens og med sin ene ende munner ut i det ene ringrom og med sin annen ende ved skjøtflensens ytre flate. Denne kanals eller borings ytre parti kan være forsynt med innergjenger eller andre fastholdelsesmidler for innskruing av tilførselsrøret for testmedium.

Dersom man under testing oppdager en lekkasje, vil denne straks kunne måles, og gassen kan eventuelt ledes bort til et avgassystem. Ifølge oppfinnelsen oppnås enorme tidsbesparelser overfor kjent teknikk. Ved å anvende en anordning ifølge oppfinnelsen kan tetningsringene anvendes flere ganger.

Tilførselsrøret for testmediet kan etter endt test skrues ut av tetningsringens radiale kanal henholdsvis skjøtflensens boring, som deretter kan tettes med en skrue. Om ønskes kan imidlertid røret forbli innskrudd også etter testing og det kan for eksempel stå i forbindelse med et alarmsystem for påvisning av lekkasje. Det er strengt tatt ikke nødvendig å sette inn en skrue i tetningsringens radiale kanal henholdsvis skjøtflensens boring etter testing, da tetningsringen jo skal sikre tetthet mellom setene i flensskjøten.

Oppfinnelsen forklares nærmere i det etterfølgende i til-knytning til to utførelsesformer som er vist på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 og 2 viser en første utførelsesform, mens fig. 3 og 4 viser en andre utførelsesform, idet: Fig. 1 i aksialsnitt viser en flensskjøt som tenkes å inngå i et prosessanleggs rørsystem; Fig. 2 i aksialsnitt og større målestokk viser et innsirklet utsnitt II i fig. 1; Fig. 3 svarer til fig. 1 men viser en alternativ utførelse; Fig. 4 svarer fig. 2 men viser et innsirklet utsnitt IV i fig. 3.

I de ulike tegningsfigurer er identiske deler betegnet med identiske henvisningstall.

Det henvises først til fig. 1 og 2, hvor henvisningstallene 1 og 2 betegner to tilstøtende skjøtflenser på endene av to rørlendinger 3 og 4 som tenkes å inngå i et prosessanleggs rørsystem. Ifluktliggende boringer 6 og 7 tjener til opptagelse av en ikke vist bolt.

Skjøtflensene 1, 2 er ved sine motstående gavlflater utformet med hver sitt ringformet spor, henholdsvis 8 og 9, som dannes av koniske sideflater som avgrenses av en bunn-flate som forløper parallelt med den tilhørende skjøtflens-ens gavlflate.

Ringsporene 8, 9 tjener sammen til opptagelse av en tetningsring 10, som kan bestå av for eksempel stål. Tetningsringen 10 er dobbeltkonisk korresponderende med ringsporenes 8, 9 seteflater.

Nærmere bestemt har tetningsringen 10 et midtre sirkelsylin-drisk parti 11 og to til motsatte sider avsmalnende koniske partier 12 og 13.

Mellom tetningsringens 10 gavlflater og tilstøtende gavl-flatepartier av skjøtflensene 1, 2 avgrenses to ringrom 14 og 15, ett på hver side av tetningsringen 10. Tetningsringen 10 er ifølge oppfinnelsen utformet med en aksialt forløpende, gjennomgående kanal 16 som således munner ut i de to ringrom 14, 15. Fra omtrent midten av denne gjennomgående kanal 16 strekker seg en radialt for-løpende andre kanal 17, som munner ut ved tetningsringens 10 omkretsflate. Det er derved opprettet forbindelse mellom ringrommene 14, 15 og omgivelsene.

Den tverrgående kanal 17 kan ved sitt radialt ytre parti være utformet med innergjenger 17<*> for å muliggjøre innskruing av et rør 18, som har en slik lengde at det strekker seg utenfor flensforbindelsen 1, 2. Dette rør 18 kan være permanent innskrudd i tverrkanalen 17 eller det kan skrues inn og ut etter som det er behov for det, idet tverrkanalens 17 åpningsmunning kan lukkes med en skrue.

Til røret er koplet en trykkilde i form av en trykkflaske 19 for testmedium, for eksempel nitrogen, og et manometer 20.

En alternativ utførelsesform er vist i fig. 3 og 4. Her er tetningsringens 10 radialt forløpende kanal sløyfet, idet det er opprettet fluidumforbindelse mellom tilførselsrøret 18' for testmedium og ringrommet 15 via en kanal 21 som er boret gjennom den ene skjøtflens 2. Som tidligere er tetningsringen 10 utformet med an aksial kanal 16 som etablerer forbindelse ringrommene 14, 15 imellom.

Kanalen 21 kan ved sitt ytre parti være forsynt med innergjenger 22 for innskruing av en rørstuss 23 eller lignende som tjener som tilkoplingsorgan for røret 18'. Røret 18' er tilkoplet trykkilde 19 og manometer 20.

Når en flensskjøt skal testes med hensyn på tetthet, blir dette ifølge oppfinnelsen iverksatt lokalt, idet testmedium fra trykkflasken 19 slippes inn i ringrommene 14, 15 via røret 18, 18', tverrkanalen 17 henholdsvis boringen 21 og den aksialt forløpende, gjennomgående kanal 16 i tetningsringen 10. Herved settes ringrommene 14, 15 under trykk inntil testtrykk avleses på manometeret 20. Eventuell lekkasje gir seg deretter umiddelbart uttrykk i et trykkfall som avleses på manometeret 20. Holder trykket seg derimot konstant, er flensforbindelsen tett og samtlige fire tetningsseter er testet.

Ved hjelp av en slik anordning testes flensforbindelsene enkeltvis før prosesstrykk settes på. Dette resulterer i enorme tidsbesparelser i forhold til kjent teknikk. Man sparer også de betydelige mengder testmedium, for eksempel nitrogen, som medgår ved anvendelse av kjent teknikk. Den lokale testing som utføres ifølge oppfinnelsen muliggjør også gjenanvendelse av tetningsringene.

Claims (5)

1. Anordning for lekkasjetest av flensforbindelser i et rør-anlegg hvor røranlegget omfatter skjøtflenser (1, 2) av den type hvor en tetningsring (10) anbringes mellom skjøtflensene (1, 2), og hvor tetningsringen (10) er innrettet til å tette mot seteflater som dannes av ringformede spor (8, 9) i skjøt-flensenes (1, 2) motstående gavlflater, og hvor ringrom (14, 15) avgrenses av tetningsringens (10) gavlflater og sporene (8, 9) som derved tettes langs både indre og ytre periferi, karakterisert ved minst én fluidforbindelse mellom en ytre trykkilde (19) og ringrommene (14, 15), hvorved ringrommene (14, 15) kan settes under trykk, og tetningen mellom tetningsringen (10) og sporenes (8, 9) seteflater kan lekkasjetestes uten å trykksette røranlegget.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at ringrommene (14, 15) står i innbyrdes forbindelse via en kanal (16) i tetningsringen (10).

3. Anordning i henhold til krav 2, karakterisert ved at tetningsringens (10) kanal (16) står i forbindelse med en kanal (17) som munner ut ved tetningsringens (10) ytre omkrets, og som er innrettet til å koples til den ytre trykk-kilde.

4. Anordning i henhold til krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at et tilførselsrør (18) er koplet til et alarmsystem som er innrettet til å aktiviseres ved lekkasje i den flensforbindelse som lekkasjetestes.

5. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at minst ett av ringrommene (14, 15) står i forbindelse med den ytre trykkilde via en kanal (21) som munner ut ved flensskjøtens (2) ytre mantelflate.