RU2305217C1 - Криогенный трубопровод - Google Patents
Криогенный трубопровод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305217C1 RU2305217C1 RU2006118675/06A RU2006118675A RU2305217C1 RU 2305217 C1 RU2305217 C1 RU 2305217C1 RU 2006118675/06 A RU2006118675/06 A RU 2006118675/06A RU 2006118675 A RU2006118675 A RU 2006118675A RU 2305217 C1 RU2305217 C1 RU 2305217C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cryogenic
- pipeline
- inner pipe
- acoustic
- pipelines
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области криогенной техники, а именно к созданию трубопроводов для транспортировки криогенных жидкостей под давлением. Устройство позволяет повысить безопасность и снизить затраты на эксплуатацию за счет обеспечения проведения пневмоиспытаний с использованием метода акустической эмиссии криогенных трубопроводов, работающих под давлением, без вскрытия внешнего герметичного кожуха. В одну или более теплоизолирующих опор, разделяющих внутреннюю трубу и герметичный кожух криогенного трубопровода, вмонтирована акустопрозрачная вставка так, что обеспечивается акустический контакт между внутренней трубой и внешним кожухом. 1 ил.
Description
Предлагаемое устройство относится к области криогенной техники, а именно к созданию трубопроводов для транспортировки криогенных жидкостей под давлением.
Известны криогенные трубопроводы (а.с. СССР №№ 823737, 1296781, 1366758, 1588048), состоящие из собственно трубопровода и охватывающего его кожуха, пространство между которыми вакуумировано. Недостатком таких трубопроводов является невозможность проведения пневмоиспытаний на прочность с использованием метода акустической эмиссии без разборки трубопровода.
Известны способы проведения пневмоиспытаний на прочность криогенных емкостей и трубопроводов, работающих под давлением, с применением метода акустической эмиссии, описанные в руководящих документах (ПБ 10-115-95 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», РД 2082-18-99 «Резервуары криогенные. Программа технического диагностирования и определения остаточного ресурса»).
В указанных способах акустико-эмиссионный контроль (далее АЭ-контроль) проводится при вскрытии герметичного наружного кожуха трубопровода, снятии изоляции и обеспечении прямого доступа к внутренней трубе. Указанные операции приводят к существенному увеличению затрат на проведение испытаний.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является криогенный трубопровод, описанный в книге: В.П.Беляков. Криогенная техника и технология. - М.: Энергоиздат, 1982 г. - с.49-52. Криогенный трубопровод состоит из внутренней трубы и наружного кожуха, пространство между которыми вакуумировано и заполнено экранно-вакуумной теплоизоляцией. Труба и кожух разделены неметаллическими малотеплопроводными опорами, а также конусными металлическими тепловыми мостами, обеспечивающими герметичность отдельных секций вакуумной полости трубопровода.
Указанная конструкция позволяет проводить пневмоиспытания с использованием метода акустической эмиссии при установке датчиков на наружный кожух в районе звукопроводных конусных тепловых мостов.
Однако размеры отдельных секций трубопровода достаточно велики, так что расстояние между тепловыми мостами составляет 50 м и более. Это приводит к потере мощности сигнала акустической эмиссии в случае наличия дефектов во внутренней трубе и повышению опасности разрушения трубопровода в случае необнаружения дефекта.
Задачей изобретения является создание криогенного трубопровода, внутренняя труба и кожух которого разделены теплоизолирующими опорами, отличающегося тем, что в одну или более опор вмонтирована акустопрозрачная вставка, позволяющая получить акустический сигнал без вскрытия наружного герметичного кожуха.
Акустопрозрачная вставка является дополнительным проводником сигналов акустической эмиссии, в связи с чем потери мощности сигналов в случае наличия дефектов на внутренней трубе оказываются меньше. Вероятность обнаружения дефектов при пневмоиспытаниях возрастает, что повышает безопасность эксплуатации криогенного трубопровода. Кроме того, возможность проведения испытаний без разборки конструкции трубопровода существенно снижает затраты на эксплуатацию.
Предлагаемый криогенный трубопровод представлен на чертеже. Наружный кожух 1 и внутренняя труба 2 разделены теплоизолирующими опорами 3. В опоры 3 вмонтированы акустопрозрачные вставки 4, обеспечивающие акустический контакт между кожухом и трубой.
Работает устройство следующим образом.
В режиме нормальной эксплуатации теплоизолирующие опоры 3 обеспечивают разделение и центровку внутренней трубы 2 и наружного кожуха 1.
При проведении пневмоиспытаний датчики акустической эмиссии устанавливаются на внешней поверхности наружного кожуха 1 в районе контакта опор 3 с внутренней поверхностью кожуха. В полость внутренней трубы 2 подается воздух, и при возрастании давления в случае наличия дефектов трубы 2 возникают сигналы акустической эмиссии. Они передаются по звукопроводящему материалу трубы 2, акустопрозрачным вставкам 4 в опорах 3, материалу кожуха 1 и поступают на датчики акустической эмиссии.
Покажем, что, несмотря на некоторое увеличение теплопритоков по акустопрозрачным вставкам, суммарные затраты на эксплуатацию будут уменьшены.
В качестве примера акустопрозрачной вставки можно взять цилиндрический стержень диаметром 5 мм и длиной 0,5 м, выполненный из стали Ст3 сп4.
Очевидно, что установка данной акустопрозрачной вставки увеличит теплоприток и, как следствие, увеличит потери криогенного продукта. Данные потери можно посчитать следующим образом:
где Q - тепловой поток через установленную акустопрозрачную вставку, Вт;
F - площадь поперечного сечения акустопрозрачной вставки, м2;
λ - коэффициент теплопроводности акустопрозрачной вставки, Вт/мК;
toc - температура окружающей среды, К;
tпр - температура криогенного продукта, К.
Площадь поперечного сечения акустопрозрачной вставки равна:
Массовые потери в единицу времени, равную 1 с, находятся:
r - теплота фазового перехода, Дж/кг.
Потери криогенного продукта за промежуток времени между двумя последовательными обследованиями определяются следующим образом:
где M - потери криогенного продукта, кг;
Δτ - промежуток времени между двумя последовательными обследованиями, с.
Исходя из вышеизложенного можно определить стоимость потерь криогенного продукта за промежуток времени между двумя последовательными обследованиями с учетом стоимости продукта на данный момент:
где С - стоимость потерь криогенного продукта, руб.;
Подставим в формулы численные значения величин:
d=5·10-3 м,
λ=14 Вт/мК, для стали Ст 3,
toc=290 К,
tпр=90 К,
Δτ=157788·103 с,
r=200 Дж/кг,
Тепловой поток через установленную акустопрозрачную вставку равен:
Массовые потери криогенного продукта в единицу времени равны:
Потери криогенного продукта за промежуток времени между двумя последовательными обследованиями равны:
М=0,0001·157788·103=15779 кг=15,8 т.
Стоимость потерь криогенного продукта:
с=15,8·20000=316000руб. - за промежуток времени между двумя последовательными техническими диагностированиями, равный 5 годам.
На данный момент, чтобы успешно провести испытания криогенного трубопровода с применением метода акустической эмиссии, необходимо затратить средства на выполнение следующих работ:
- затраты на вскрытие внешнего кожуха;
- затраты на снятии теплоизоляции;
- затраты на работы внутри вакуумной полости;
- затраты на восстановление теплоизоляции;
- затраты на восстановление герметичности внешнего кожуха;
- затраты на вакуумирование;
- затраты на вакуумные испытания.
Опыт эксплуатации криогенных трубопроводов показывает, что затраты на перечисленные работы оцениваются примерно в 5 млн. руб.
Таким образом, экономия средств за межрегламентный период составит около 4,7 млн. руб.
Предлагаемое устройство может быть использовано на крупных криогенных комплексах, являющихся объектом промышленной опасности: кислородных цехах металлургических заводов, а также системах заправки топливами ракет космического назначения.
Claims (1)
- Криогенный трубопровод, включающий внутреннюю трубу и герметичный наружный кожух, пространство между которыми вакуумировано, а труба и кожух разделены теплоизолирующими опорами, отличающийся тем, что в одну или более опор вмонтирована акустопрозрачная вставка так, что обеспечен акустический контакт между внутренним трубопроводом и кожухом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006118675/06A RU2305217C1 (ru) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Криогенный трубопровод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006118675/06A RU2305217C1 (ru) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Криогенный трубопровод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2305217C1 true RU2305217C1 (ru) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006118675/06A RU2305217C1 (ru) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Криогенный трубопровод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305217C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587637C1 (ru) * | 2015-04-16 | 2016-06-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ стендовых акустико-эмиссионных измерений на образцах материалов при криогенных температурах |
RU169852U1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-04-04 | Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") | Кожух криогенной установки |
RU2661745C2 (ru) * | 2016-05-25 | 2018-07-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ определения механических характеристик материалов при криогенных температурах |
-
2006
- 2006-05-29 RU RU2006118675/06A patent/RU2305217C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕЛЯКОВ В.П. Криогенная техника и технология. - М.: Энергоиздат, 1982, с.49-52. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587637C1 (ru) * | 2015-04-16 | 2016-06-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ стендовых акустико-эмиссионных измерений на образцах материалов при криогенных температурах |
RU169852U1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-04-04 | Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") | Кожух криогенной установки |
RU2661745C2 (ru) * | 2016-05-25 | 2018-07-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ определения механических характеристик материалов при криогенных температурах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1123227A (en) | Structural failure detection method | |
US3339415A (en) | Device for protection from and detection of leaks in pipelines conveying liquids or gases | |
SE453939B (sv) | Isolerat ror for undervattensbruk | |
RU2305217C1 (ru) | Криогенный трубопровод | |
JP2019523872A5 (ru) | ||
CN104122192A (zh) | 一种检测金属腐蚀状态的装置和方法 | |
RU2379643C2 (ru) | Система для контроля герметичности эвакуированного пространства | |
JP5791822B2 (ja) | 原子炉級の空気蓄積、表示、および排気装置 | |
KR102474689B1 (ko) | 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치 | |
JP2015505953A5 (ru) | ||
JPH07280878A (ja) | 遮蔽電線路の監視制御装置 | |
SE433141B (sv) | Sett att applicera ett skyddskikt pa innerytan av holjesroren hos kernreaktorbrenslestavar av zirkoniumlegering | |
JP2010002352A (ja) | 保温材、保温構造及び保温構造の湿分漏洩検知方法 | |
RU2592472C1 (ru) | Корпус датчика для измерителя расхода флюида | |
JP2002106800A (ja) | 流体漏洩検知システム | |
JP2001349500A (ja) | 蛇腹型伸縮管継手の漏洩検知装置 | |
EP3330690B1 (en) | Monitoring system and method for a multiple-walled fluid system | |
JP4111500B2 (ja) | 管路破損安全装置付き真空断熱供給管路 | |
CN106646154A (zh) | 一种电力变压器的监测诊断装置 | |
DK2986805T3 (en) | OPTICAL FIBER INSTALLATION IN FLEXIBLE RIGER | |
RU2467295C1 (ru) | Устройство диагностики состояния фланцевой защитной гильзы термопреобразователя | |
JP2005098894A (ja) | 液体貯蔵タンクの漏洩検出システム | |
CN217208969U (zh) | 一种蒸汽管道泄漏检测装置 | |
WO2018101839A1 (en) | A hose arrangement and a method for detecting an operational change of a hose arrangement | |
ITMI20112450A1 (it) | Apparato e metodo per monitorare l'integrita' strutturale di una condotta |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080530 |