RU2230641C1 - Method for lowering residual welding stresses of pipeline - Google Patents

Method for lowering residual welding stresses of pipeline Download PDF

Info

Publication number
RU2230641C1
RU2230641C1 RU2002130280/02A RU2002130280A RU2230641C1 RU 2230641 C1 RU2230641 C1 RU 2230641C1 RU 2002130280/02 A RU2002130280/02 A RU 2002130280/02A RU 2002130280 A RU2002130280 A RU 2002130280A RU 2230641 C1 RU2230641 C1 RU 2230641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
pipelines
stresses
nuclear power
winding
Prior art date
Application number
RU2002130280/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002130280A (en
Inventor
Д.Н. Ковалев (RU)
Д.Н. Ковалев
А.В. Судаков (RU)
А.В. Судаков
Б.Н. Иванов (RU)
Б.Н. Иванов
Е.В. Георгиевска (RU)
Е.В. Георгиевская
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова"
Priority to RU2002130280/02A priority Critical patent/RU2230641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230641C1 publication Critical patent/RU2230641C1/en
Publication of RU2002130280A publication Critical patent/RU2002130280A/en

Links

Landscapes

  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

FIELD: power machine engineering, namely processing pipelines of nuclear power plants after welding them, other industry branches.
SUBSTANCE: method comprises steps of radially reducing pipelines in zone spaced from welded butt; performing pipeline reduction by winding onto pipeline preliminarily tensioned high strength filament. It allows to decrease residual stresses on inner surface of pipeline.
EFFECT: prevention of corrosion cracking of pipelines of nuclear power plants.
1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится преимущественно к области энергомашиностроения и может быть использовано при последующей за сваркой обработке трубопроводов АЭС и в других отраслях техники.The invention relates mainly to the field of power engineering and can be used in subsequent processing of pipelines of nuclear power plants after welding and in other branches of technology.

Известен способ снижения остаточных сварочных напряжений трубопровода путем перераспределения их за счет индукционного нагрева, т.е. нагрева трубопровода снаружи с помощью индуктора до контролируемой температуры, в то время как внутри трубопровод омывается холодной водой. (Промежуточный отчет по подэтапу: “Анализ рекомендаций по предотвращению растрескивания сварных соединений трубопроводов из аустенитной стали (по материалам NUREG 0313)”, Международный центр по ядерной безопасности, Москва, Россия, 1997 г., стр.72).A known method of reducing residual welding stresses of a pipeline by redistributing them due to induction heating, i.e. heating the pipeline from the outside using an inductor to a controlled temperature, while inside the pipeline is washed with cold water. (Interim report on the sub-step: “Analysis of recommendations for preventing cracking of welded joints of pipelines made of austenitic steel (based on NUREG 0313)”, International Center for Nuclear Safety, Moscow, Russia, 1997, p. 72).

Недостатком известного способа является применение сложного дорогостоящего и крупногабаритного оборудования, что затруднительно в условиях действующих АЭС.The disadvantage of this method is the use of complex expensive and bulky equipment, which is difficult in the conditions of existing nuclear power plants.

Известен также способ снижения остаточных сварочных напряжений в металле сварного шва трубопровода, сваренного встык концами один к другому окружным швом, заключающийся в механическом обжатии трубопровода в радиальном направлении с помощью кольцевого устройства, разрезного в осевом направлении и приводимого в действие с помощью внешнего механизма. В процессе обжатия происходит перераспределение напряжений по длине и сечению трубопровода, что приводит к уменьшению уровня осевых растягивающих напряжений на внутренней поверхности трубопровода в области сварного шва (Патент США №4, 612, 071, МПК: С 21 Д 8/00, от 09.16.86 г.).There is also a method of reducing residual welding stresses in a metal of a weld of a pipeline welded end-to-end with one another by a circumferential seam, which consists in mechanical compression of the pipeline in the radial direction using an annular device, axially split and driven by an external mechanism. In the process of compression, stress redistribution occurs along the length and cross section of the pipeline, which leads to a decrease in the level of axial tensile stresses on the inner surface of the pipeline in the weld area (US Patent No. 4, 612, 071, IPC: C 21 D 8/00, from 09.16. 86 g.).

Недостатками известного способа являются значительное время предварительной подготовки процесса обжатия, необходимое для обмера поперечного сечения трубы и подбора специальных дорогостоящих кольцевых прокладок, что увеличивает материальные затраты и время нахождения персонала в радиоактивной зоне. Кроме того, относительно большие габариты приспособления не позволяют использовать его в труднодоступных местах действующей АЭС.The disadvantages of this method are the significant time for preliminary preparation of the compression process necessary for measuring the cross section of the pipe and the selection of special expensive ring gaskets, which increases material costs and the time spent by personnel in the radioactive zone. In addition, the relatively large dimensions of the device do not allow its use in hard-to-reach places of the existing nuclear power plant.

Заявляемое решение позволяет снизить остаточные сварочные напряжения на внутренней поверхности трубопровода и тем самым предотвратить коррозионное растрескивание трубопроводов АЭС, изготовленных из аустенитной стали. При этом отпадает необходимость в обмере поперечного сечения трубы, подборе и использовании специальных кольцевых прокладок, подбираемых индивидуально к каждому стыку. Тем самым значительно уменьшается время предварительной подготовки процесса обжатия, что в условиях АЭС снижает радиационные нагрузки на персонал. Кроме того, исключается вероятность повреждения трубопровода в случае ошибки при подборе специальных кольцевых прокладок даже на трубопроводе со значительной овальностью, что существенно повышает надежность. Для реализации предложенного способа расход материала (нить) составляет около 2 кг на один стык стоимостью 2000 руб./кг, что по сравнению с известным способом приводит к повышению экономичности.The claimed solution allows to reduce residual welding stresses on the inner surface of the pipeline and thereby prevent corrosion cracking of the pipelines of nuclear power plants made of austenitic steel. This eliminates the need for measuring the cross section of the pipe, the selection and use of special ring gaskets, individually selected for each joint. This significantly reduces the time for preliminary preparation of the compression process, which in the conditions of nuclear power plants reduces radiation loads on personnel. In addition, the probability of damage to the pipeline in the event of an error in the selection of special ring gaskets even on the pipeline with significant ovality is eliminated, which significantly increases reliability. To implement the proposed method, the consumption of material (thread) is about 2 kg per one joint at a cost of 2000 rubles / kg, which compared with the known method leads to increased efficiency.

Предложен способ снижения остаточных сварочных напряжений трубопровода, включающий обжатие трубопровода в радиальном направлении на расстоянии от сварного стыка, при этом обжатие производят путем обмотки трубопровода предварительно натянутой высокопрочной нитью.A method is proposed for reducing the residual welding stresses of a pipeline, including compressing the pipeline in a radial direction at a distance from the welded joint, wherein the compression is performed by wrapping the pipeline with a pre-tensioned high-strength thread.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема реализации предложенного способа.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Схема включает трубопровод 1, имеющий окружной сварной шов 2, обмотку из высокопрочной нити 3.The scheme includes a pipeline 1 having a circumferential weld 2, a winding of high-strength filament 3.

Способ состоит в следующем. Трубопровод 1 на расстоянии “X” от сварного шва 2 обматывают высокопрочной нитью. Нить в процессе намотки поддерживают в натянутом состоянии, в результате чего в ней создаются растягивающие напряжения. Напряжения от отдельных витков суммируются, в результате чего нить образует сжимающее трубопровод 1 кольцо 3. Нити и жгуты из волокна на различной основе имеют высокие механические свойства и позволяют получать высокие контактные давления на обматываемой поверхности и тем самым добиться перераспределения напряжений по сечению и длине трубопровода 1, что, в свою очередь, приводит к уменьшению уровня осевых растягивающих напряжений на внутренней поверхности данного трубопровода в области сварного шва 2.The method is as follows. The pipe 1 at a distance of “X” from the weld 2 is wrapped with a high-strength thread. The thread in the winding process is maintained in tension, as a result of which tensile stresses are created in it. The stresses from the individual turns are summed up, as a result of which the thread forms a compression pipe 1 ring 3. The threads and tows of fiber on a different basis have high mechanical properties and allow to obtain high contact pressures on the winding surface and thereby achieve redistribution of stresses along the cross section and length of the pipe 1 , which, in turn, leads to a decrease in the level of axial tensile stresses on the inner surface of this pipeline in the region of the weld 2.

Высота обмотки “Н” зависит от усилия натяжения нити в процессе намотки, механических характеристик материала трубопровода и величины необходимого уменьшения остаточных напряжений на внутренней поверхности трубопровода 1 в зоне сварного шва 2. Расстояние от центра шва до центра обмотки “X” выбирается таким образом, чтобы зона сварного шва находилась в области максимального уменьшения растягивающих напряжений на внутренней поверхности трубопровода в процессе обмотки. Данное расстояние для конкретного материала трубопровода, его диаметра и толщины стенки определяется расчетным путем либо экспериментально при помощи тензодатчиков, путем измерения напряжений на внутренней поверхности пробного трубопровода в процессе намотки.The height of the winding “N” depends on the tension of the thread during winding, the mechanical characteristics of the pipe material and the amount of necessary reduction of residual stresses on the inner surface of the pipe 1 in the zone of the weld 2. The distance from the center of the seam to the center of the winding “X” is chosen so that the weld zone was in the region of maximum reduction of tensile stresses on the inner surface of the pipeline during winding. This distance for a particular pipeline material, its diameter and wall thickness is determined by calculation or experimentally using strain gauges, by measuring stresses on the inner surface of the test pipeline during winding.

Пример конкретного исполнения предлагаемого способа. Для проведения испытаний использовалась труба внешним диаметром 325 и толщиной стенки 16 мм из стали 08Х18Н10Т. Для обмотки использовался жгут из армидного волокна “Армос-600”, ТУ6-12-172, производства ОАО “КАМЕНСКВОЛОКНО”. Ширина обмотки составила 57 мм, высота 23 мм. Усилие натяжения жгута в процессе намотки было на уровне ~80 кг. При этом уменьшение внешнего диаметра трубы составило 2,8 мм, что составляет ~1%. Наклеенные на внутренней поверхности трубопровода тензодатчики зафиксировали уменьшение уровня осевых напряжений на величину более 220 МПа, что вполне достаточно для предотвращения коррозионного растрескивания трубопровода в зоне сварного стыка. Расстояние от центра обмотки до центра области уменьшения растягивающих напряжений на внутренней поверхности трубопровода составило 60 мм.An example of a specific implementation of the proposed method. For testing, a pipe was used with an external diameter of 325 and a wall thickness of 16 mm from 08Kh18N10T steel. For winding, an armos fiber bundle “Armos-600”, TU6-12-172, manufactured by OJSC “KAMENSKVOLOKNO”, was used. The width of the winding was 57 mm, height 23 mm. The tension of the tow during winding was ~ 80 kg. Moreover, the decrease in the outer diameter of the pipe was 2.8 mm, which is ~ 1%. Strain gauges glued on the inner surface of the pipeline recorded a decrease in the level of axial stresses by more than 220 MPa, which is quite enough to prevent corrosion cracking of the pipeline in the welded joint zone. The distance from the center of the winding to the center of the region of reduction of tensile stresses on the inner surface of the pipeline was 60 mm.

Claims (1)

Способ снижения остаточных сварочных напряжений трубопровода, включающий обжатие трубопровода в радиальном направлении на расстоянии от сварного стыка, отличающийся тем, что обжатие производят обмоткой трубопровода из предварительно натянутой высокопрочной нити.A method of reducing residual welding stresses of a pipeline, including compressing the pipeline in a radial direction at a distance from the welded joint, characterized in that the compression is carried out by winding the pipeline from a previously stretched high-strength thread.
RU2002130280/02A 2002-11-12 2002-11-12 Method for lowering residual welding stresses of pipeline RU2230641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002130280/02A RU2230641C1 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Method for lowering residual welding stresses of pipeline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002130280/02A RU2230641C1 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Method for lowering residual welding stresses of pipeline

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2230641C1 true RU2230641C1 (en) 2004-06-20
RU2002130280A RU2002130280A (en) 2004-07-27

Family

ID=32846368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002130280/02A RU2230641C1 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Method for lowering residual welding stresses of pipeline

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230641C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463031C1 (en) * 2011-04-27 2012-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные решения" (ООО "Актуальные решения") Device for vibro-vacuum massage and stimulation
RU2626705C2 (en) * 2015-12-14 2017-07-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" Method and device for protection from corrosion cracking of welded steel structure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463031C1 (en) * 2011-04-27 2012-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные решения" (ООО "Актуальные решения") Device for vibro-vacuum massage and stimulation
RU2626705C2 (en) * 2015-12-14 2017-07-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" Method and device for protection from corrosion cracking of welded steel structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7389669B2 (en) Mechanical stress improvement process
EP1023553A1 (en) An assembly of an end-fitting and a flexible pipe
US4348041A (en) Butt welded tubular structure of austenite stainless steel
RU2230641C1 (en) Method for lowering residual welding stresses of pipeline
Sabokrouh et al. Experimental study of the residual stresses in girth weld of natural gas transmission pipeline
US20060284417A1 (en) Method of impeding crack propagation
JPS6236793B2 (en)
DeGeer et al. Blue stream collapse test program
FI89726C (en) Method of producing a warp bar and by this method e warp bar made
Chen et al. Research on burst tests of pipeline with spiral weld defects
JP2007509329A (en) Method for adjusting the quality characteristics and quality specificity of tubes by pressure inspection
Kec et al. Oil transmission pipelines with corrosion defects reinforced by two types of sleeves: comparison efficiency of sleeves
US4772336A (en) Method of improving residual stress in circumferential weld zone
GB2576366A (en) A method of manufacturing mechanically lined pipe for reeling and bending applications
RU2097646C1 (en) Method of prevention of development of flaws in pipe line walls
Bazilevskii et al. Stress corrosion in pipes of different diameters during the nondestructive testing of gas mains
RU2127178C1 (en) Method for joining parts of different type materials
JPH0571688A (en) Compression joint
US4174233A (en) Expansion process for reducing the stresses in a seamless metal tube
JPS55112196A (en) Repair welding method of pipe structure
Kim et al. Failure analysis of stainless steel metal hose in welding
Wagner et al. Design Advantages on Umbilical Systems Brought by a New High Performance SDSS Tube
Brust Weld Residual Stress Modeling of and Fracture Assessment of Layered Pressure Vessels
Shin et al. Evaluation of fracture resistance curve of a welded pipe with a circumferential through wall crack in four point bending
JPH05329557A (en) Flare working tube made of austenitic stainless steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061113

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080310