RU2327129C2

RU2327129C2 - Method for pipes testing

Info

Publication number: RU2327129C2
Application number: RU2006125689/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Валентинович Виноградов (RU); Сергей Валентинович Виноградов; Сергей Леонидович Жупиев (RU); Сергей Леонидович Жупиев; Виктор Владимирович Климов (RU); Виктор Владимирович Климов; Галина Юрьевна Рожемберска (RU); Галина Юрьевна Рожемберская; Василий Дмитриевич Волчков (RU); Василий Дмитриевич Волчков; Валерий Викторович Самсонов (RU); Валерий Викторович Самсонов; Владимир Исаакович Лившиц (RU); Владимир Исаакович Лившиц; Кирилл Анатольевич Кузнецов (RU); Кирилл Анатольевич Кузнецов
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-06-20
Also published as: RU2327129C9; RU2006125689A

Abstract

FIELD: technological processes; measurement.

SUBSTANCE: invention is related to the sphere of testing equipment and may be used for testing of pipes, pipelines and their connecting devices and joints for strength and leak-tightness. Device contains frame, which has in its ends the support fingers, on which from one side of frame there is a carriage installed with movable detachable plug, and on the other side there is immovable detachable plug. Carriage has the possibility of longitudinal movement in relation to frame with the help of hydraulic cylinder, which is installed in the carriage from the frame external side during tension testing of pipe or from the internal side of frame during pipe compression test. Every plug has a sealing element and is made in the form of counter end part of tested pipe and creates with the end part of this pipe the connecting device, which is equipped with stop element, which prevents the axial displacement of plugs and tested pipe. Connecting device may be made in the form of faucet joint with stop ring or in the form of flange joint with annular clamp of bow type as stop element. One of the plugs is connected with system for creation of testing pressure.

EFFECT: increase of testing axial loads and simplification of pipe testing design device.

7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для гидроиспытаний или пневмоиспытаний на прочность и герметичность труб и трубопроводов с разъемными соединениями. Установка может использоваться для испытания отдельных труб и трубных сборок на растяжение и сжатие с доведением до разрушения как с одновременным проведением гидроиспытаний, так и без проведения гидроиспытаний.The invention relates to testing equipment, in particular to installations for hydraulic testing or pneumatic testing for strength and tightness of pipes and pipelines with detachable joints. The installation can be used to test individual pipes and pipe assemblies for tension and compression, bringing to failure both with simultaneous hydrotesting and without hydrotesting.

Известна установка для испытания труб (патент РФ №2247957, МПК G01M 3/08, дата публикации формулы изобретения 10.03.2005 г.), содержащая неподвижную раму, изготовленную из скрепленных между собой продольных балок, установленные консольно сверху на раме подвижную опорную стойку с подвижным торцовым упором и неподвижным торцовым упором, которым является неподвижная опорная стойка; подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, узел перемещения подвижной заглушки с приводным механизмом, специальные призмы для укладки испытуемой трубы, систему для создания испытательного давления. Подвижная заглушка жестко укреплена на подвижной опорной стойке и, в свою очередь, жестко соединена с цилиндрической оправой. Неподвижная заглушка также жестко соединена с неподвижной опорой и имеет по центру отверстие для прохода оправы. Оправа имеет длину, превышающую длину испытуемой трубы, а диаметр оправы выполнен несколько меньшим, чем диаметр трубы, что позволяет образовать между ними ограниченную заглушками замкнутую кольцевую полость, в которую нагнетается жидкость или воздух с помощью системы для создания испытательного давления. В состав узла перемещения подвижной заглушки входит подвижная опорная стойка, снабженная установленным на роликах подвижным упором, который посредством троса связан с приводным механизмом (лебедкой). С помощью троса оправа с подвижной заглушкой перемещается вдоль оси рамы и через центральное отверстие в неподвижной заглушке входит в испытуемую трубу, обеспечивая ее уплотнение на период испытаний.A known installation for testing pipes (RF patent No. 2247957, IPC G01M 3/08, the date of publication of the claims 10.03.2005), containing a fixed frame made of longitudinal beams fastened together, mounted on top of the frame, a movable support stand with a movable end stop and fixed end stop, which is a fixed support stand; movable and fixed plugs with sealing elements, a movable plug unit for moving the plug with a drive mechanism, special prisms for laying the test pipe, a system for creating test pressure. The movable plug is rigidly mounted on a movable support column and, in turn, is rigidly connected to a cylindrical frame. The fixed plug is also rigidly connected to the fixed support and has a center hole for passage of the frame. The frame has a length exceeding the length of the test pipe, and the diameter of the frame is slightly smaller than the diameter of the pipe, which makes it possible to form between them a closed annular cavity bounded by plugs, into which liquid or air is injected using the system to create a test pressure. The movable plug moving assembly includes a movable support column equipped with a movable stop mounted on rollers, which is connected via a cable to a drive mechanism (winch). Using a cable, the frame with a movable plug moves along the axis of the frame and enters the pipe under test through the central hole in the fixed plug, ensuring its compaction for the test period.

Известная установка не позволяет проводить испытания труб на растяжение и сжатие с целью проверки их на механическую прочность ввиду того, что концевые части трубы и заглушки не скреплены между собой и имеют возможность осевого перемещения относительно друг друга. Это значит, что при растяжении трубы заглушки легко освобождаются от трубы, поэтому приложить к ее концам значительную растягивающую нагрузку невозможно. Это может привести к разгерметизации трубы в месте ее соединения с заглушками. По этим причинам известная установка не позволяет проводить испытания трубы на прочность, а также на герметичность ее разъемного соединения при испытании трубы на растяжение. Кроме того, известная установка имеет значительные габаритные размеры по длине из-за необходимости иметь оправу, длина которой превышает длину трубы. Конструкция установки требует очень высокой точности укладки испытуемой трубы, чтобы совместить ее центральную ось с центральными осями оправы и заглушек, тем более, что заглушки закреплены жестко и не имеют возможности отклонения от продольной оси рамы. Поэтому укладка трубы должна производиться на специальные опоры-призмы, а оправа опирается на специальные роликоопоры. Узел перемещения подвижной заглушки с приводным механизмом не может обеспечить достаточной величины растягивающих и сжимающих нагрузок на испытуемую трубу из-за консольного закрепления на раме опорных стоек, в которых может возникнуть изгибающий момент под действием этих нагрузок. Так как заглушки жестко установлены на опорных стойках, в заглушках могут возникнуть деформирующие напряжения и привести к их разгерметизации. Кроме того, приводной механизм имеет сложную кинематическую схему, включающую лебедку с тросом, связанным с подвижным торцевым упором, направляющие и поворотные блоки, специальные рельсовые направляющие, имеющие особый профиль.The known installation does not allow testing of pipes for tension and compression in order to check their mechanical strength due to the fact that the end parts of the pipe and plugs are not fastened together and have the possibility of axial movement relative to each other. This means that when the pipe is stretched, the plugs are easily released from the pipe, so it is impossible to apply a significant tensile load to its ends. This can lead to depressurization of the pipe at its junction with the plugs. For these reasons, the known installation does not allow testing the pipe for strength, as well as for the tightness of its detachable connection when testing the pipe in tension. In addition, the known installation has significant overall dimensions in length due to the need to have a frame whose length exceeds the length of the pipe. The design of the installation requires very high accuracy in laying the test pipe in order to align its central axis with the central axes of the frame and plugs, moreover, the plugs are fixed rigidly and cannot deviate from the longitudinal axis of the frame. Therefore, the pipe must be laid on special prism supports, and the frame is supported by special roller bearings. The moving unit of the movable plug with the drive mechanism cannot provide a sufficient amount of tensile and compressive loads on the test pipe due to the cantilever fastening of the support posts on the frame, in which bending moment may occur under the action of these loads. Since the plugs are rigidly mounted on the support posts, deforming stresses can occur in the plugs and lead to their depressurization. In addition, the drive mechanism has a complex kinematic scheme, including a winch with a cable connected to a movable end stop, guides and rotary blocks, special rail guides having a special profile.

Известна установка для испытания труб (авт. свид. СССР №1370470, МПК G01M 3/08, опубликовано 30.01.1988 г., Бюл. №4), назначение, конструкция и результат использования которой наиболее близки предлагаемой установке. Известная установка содержит раму, выполненную из продольных балок, скрепленных между собой, торцовые упоры рамы, расположенные на продольной оси рамы, несущие опоры рамы, выполненные в виде стоек, находящихся от ее торцов на некотором расстоянии, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, узел перемещения подвижной заглушки с приводным механизмом, переднюю и заднюю упорные части узла перемещения подвижной заглушки, систему для создания испытательного давления. Рама своими торцовыми упорами установлена на упорных подшипниках. Один из подшипников смонтирован на приводном валу, установленном на несущей опоре рамы. Другой подшипник смонтирован на неподвижной полой оси, установленной на другой несущей опоре рамы. Благодаря этому рама имеет возможность вращения вокруг своей продольной оси вместе с испытуемой трубой и заглушками. Узел перемещения подвижной заглушки включает в себя приводной вал с ходовым винтом и гайкой, на котором жестко установлена подвижная заглушка. Гайка является передней упорной частью данного узла, а задней упорной частью этого узла является упорный подшипник, который расположен на приводном валу. В качестве приводного механизма использован электродвигатель, редуктор, ведущая и ведомая звездочки, втулочно-роликовая цепь. Неподвижная заглушка жестко соединена с упорным подшипником, установленным на полой оси, полость которой сообщена с трубопроводом, связанным с системой для создания испытательного давления.A known installation for testing pipes (ed. Certificate of the USSR No. 1370470, IPC G01M 3/08, published 01/30/1988, bull. No. 4), the purpose, design and result of use of which are closest to the proposed installation. The known installation comprises a frame made of longitudinal beams fastened together, end stops of the frame located on the longitudinal axis of the frame, bearing frame supports made in the form of racks located at some distance from its ends, a movable and fixed plug with sealing elements, a unit moving a movable plug with a drive mechanism, front and rear thrust parts of a moving plug assembly, a system for creating a test pressure. The frame with its end stops is mounted on thrust bearings. One of the bearings is mounted on a drive shaft mounted on a frame support. Another bearing is mounted on a fixed hollow axis mounted on another supporting frame support. Due to this, the frame has the ability to rotate around its longitudinal axis together with the test tube and plugs. The movement unit of the movable plug includes a drive shaft with a spindle and a nut on which the movable plug is rigidly mounted. The nut is the front thrust part of this assembly, and the rear thrust part of this assembly is the thrust bearing, which is located on the drive shaft. As a drive mechanism, an electric motor, gearbox, drive and driven sprockets, and a sleeve-roller chain are used. The fixed plug is rigidly connected to a thrust bearing mounted on a hollow axis, the cavity of which is in communication with a pipeline connected to the system to create a test pressure.

Известная установка не позволяет производить испытания труб на растяжение ввиду того, что концевые части трубы лишь уплотнены в заглушках и не имеют с ними надежного соединения, препятствующего их осевому перемещению относительно друг друга при растяжении испытуемой трубы. По этой причине невозможно приложить к испытуемой трубе значительные осевые нагрузки на растяжение, чтобы проверить ее на прочность и герметичность. По этой же причине на известной установке нельзя проводить испытания разъемных соединений трубопроводов на прочность и герметичность.The known installation does not allow testing of pipes in tension due to the fact that the end parts of the pipe are only sealed in the plugs and do not have a reliable connection with them, preventing their axial movement relative to each other when the test pipe is stretched. For this reason, it is not possible to apply significant axial tensile loads to the test pipe to test it for strength and tightness. For the same reason, in a known installation, it is impossible to test detachable pipe connections for strength and tightness.

Другим недостатком известной установки является то, что узел продольного перемещения подвижной заглушки с приводным механизмом не может обеспечить высоких значений растягивающих и сжимающих нагрузок на испытуемую трубу. Под действием высоких нагрузок в несущих опорах рамы может возникнуть изгибающий момент, который может привести к нарушению соосного расположения приводного вала, рамы и заглушек. При этом из-за жесткого крепления заглушек может произойти их перекос и нарушение герметичности в месте их соединения с испытуемой трубой. Кроме того, приводной механизм узла перемещения подвижной заглушки имеет сложную кинематику из-за использования электродвигателя, винтовой пары, подшипников, приводного вала и втулочно-роликовой цепи, что снижает надежность работы и прочность этого узла.Another disadvantage of the known installation is that the site of the longitudinal movement of the movable plug with a drive mechanism cannot provide high values of tensile and compressive loads on the test pipe. Under the action of high loads, a bending moment may occur in the supporting bearings of the frame, which can lead to a violation of the coaxial arrangement of the drive shaft, frame and plugs. In this case, due to the rigid fastening of the plugs, they can skew and leakage at the point of their connection with the test pipe. In addition, the drive mechanism of the movable plug displacement assembly has complex kinematics due to the use of an electric motor, a screw pair, bearings, a drive shaft and a sleeve-roller chain, which reduces the reliability and durability of this assembly.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности проведения испытаний труб на растяжение и сжатие для проверки их на прочность и герметичность, а также на прочность и герметичность присоединительных устройств. Кроме того, задачей данного изобретения является повышение испытательных осевых нагрузок и упрощение конструкции установки.The objective of the invention is to provide the possibility of testing pipes for tensile and compression to test them for strength and tightness, as well as for the strength and tightness of the connecting devices. In addition, the objective of the invention is to increase the test axial loads and simplify the design of the installation.

Поставленная задача решается тем, что в установке для испытания труб, содержащей раму, выполненную из продольных балок, скрепленных между собой, торцовые упоры рамы, несущие опоры рамы, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, узел перемещения подвижной заглушки с приводным механизмом, переднюю и заднюю упорные части узла перемещения подвижной заглушки, систему для создания испытательного давления, согласно изобретению рама установлена на несущих опорах неподвижно, торцовые упоры рамы выполнены в виде упорных пальцев, установленных в отверстиях, выполненных в продольных балках рамы, узел перемещения подвижной заглушки выполнен в виде каретки, имеющей направляющие вырезы и установленной этими вырезами на упорном пальце рамы с возможностью продольного перемещения относительно рамы, при этом задняя упорная часть каретки расположена с наружной стороны рамы, передняя упорная часть каретки снабжена упорным пальцем, концы которого установлены в направляющих пазах, выполненных в продольных балках рамы, приводной механизм узла перемещения подвижной заглушки выполнен в виде гидроцилиндра, расположенного в каретке соосно заглушкам и размещенного с внутренней стороны рамы между упорным пальцем рамы и передней упорной частью каретки и имеющего возможность размещения в каретке с наружной стороны рамы между ее упорным пальцем и задней упорной частью каретки, а заглушки имеют хвостовики со сквозными отверстиями, хвостовик подвижной заглушки своим сквозным отверстием установлен на упорном пальце каретки, хвостовик неподвижной заглушки своим сквозным отверстием установлен на упорном пальце рамы, при этом каждая заглушка выполнена в виде ответной концевой части испытуемой трубы и образует с концевой частью испытуемой трубы присоединительное устройство, снабженное стопорным элементом, препятствующим осевому перемещению заглушек и испытуемой трубы при их растяжении.The problem is solved in that in the installation for testing pipes containing a frame made of longitudinal beams bonded to each other, end stops of the frame, bearing frame supports, movable and fixed plugs with sealing elements, a moving unit for moving the plugs with a drive mechanism, the front and rear thrust parts of the movable plug displacement assembly, a system for generating test pressure, according to the invention, the frame is fixedly mounted on the bearing supports, the frame end stops are made in the form of thrust Of the holes installed in the holes made in the longitudinal beams of the frame, the moving unit for moving the movable plug is made in the form of a carriage having guide cutouts and mounted by these cutouts on the thrust finger of the frame with the possibility of longitudinal movement relative to the frame, while the rear thrust part of the carriage is located on the outside of the frame , the front thrust part of the carriage is equipped with a thrust finger, the ends of which are installed in the guide grooves made in the longitudinal beams of the frame, the drive mechanism of the movable moving unit the agglush is made in the form of a hydraulic cylinder located in the carriage coaxially with the plugs and placed on the inside of the frame between the stop pin of the frame and the front stop part of the carriage and which can be placed in the carriage on the outside of the frame between its stop finger and the back stop part of the carriage, and the plugs have shanks with through holes, the shank of the movable plug with its through hole is mounted on the thrust pin of the carriage, the shank of the fixed plug with its through hole is mounted on the thrust pin the face of the frame, with each plug made in the form of a mating end part of the tested pipe and forms an connecting device with the end part of the tested pipe, equipped with a locking element that prevents axial movement of the plugs and the tested pipe when they are stretched.

В установке каретка может быть установлена с возможностью ее поворота вокруг упорного пальца рамы.In the installation, the carriage can be installed with the possibility of its rotation around the persistent finger of the frame.

В установке присоединительное устройство может быть выполнено в виде раструбного соединения, а стопорный элемент может быть выполнен в виде стального кольца, установленного между кольцевыми выступами заглушек и концевых частей испытуемой трубы.In the installation, the connecting device can be made in the form of a bell-shaped connection, and the locking element can be made in the form of a steel ring mounted between the annular protrusions of the plugs and the end parts of the test pipe.

В установке присоединительное устройство может быть выполнено в виде фланцевого соединения, а стопорный элемент может быть выполнен в виде кольцевого зажима бугельного типа, охватывающего фланцы заглушки и испытуемой трубы по их наружной поверхности и имеющего крепежные детали.In the installation, the connecting device can be made in the form of a flange connection, and the locking element can be made in the form of a ring clamp of a yoke type, covering the flanges of the plug and the pipe under test on their outer surface and having fasteners.

В установке заглушки, уплотнительные элементы и стопорные элементы могут быть выполнены сменными.In the installation, plugs, sealing elements and locking elements can be interchangeable.

В установке гидроцилиндр, упорные пальцы рамы, упорный палец каретки, заглушки могут быть выполнены съемными.In the installation of the hydraulic cylinder, the thrust fingers of the frame, the thrust finger of the carriage, the plugs can be made removable.

В установке заглушки могут иметь возможность поворота вокруг своих упорных пальцев.In the installation, the plugs may be able to rotate around their thrust fingers.

Технический результат изобретения выражается в возможности повышения осевой нагрузки на испытуемую трубу как при ее сжатии, так и при растяжении за счет более равномерного распределения осевой нагрузки, а также за счет повышения жесткости конструкции установки и разгрузки несущих опор от этой осевой нагрузки.The technical result of the invention is expressed in the possibility of increasing the axial load on the test pipe both during compression and tension due to a more uniform distribution of the axial load, as well as by increasing the rigidity of the installation structure and unloading of the bearing supports from this axial load.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сбоку на установку с частичным разрезом по неподвижной заглушке; на фиг.2 - вид сверху на установку с частичными разрезами по каретке, упорным пальцам и заглушкам, гидроцилиндр размещен в каретке с внутренней стороны рамы; на фиг.3 - вид сверху на левую часть установки, гидроцилиндр размещен в каретке с наружной стороны рамы, частичный разрез; на фиг.4 - подвижная заглушка и концевая часть испытуемой трубы с раструбным соединением и стопорным кольцом; на фиг.5 - неподвижная заглушка с раструбным соединением и стопорным кольцом и концевая часть испытуемой трубы; на фиг.6 - конструкция неподвижной заглушки с фланцевым соединением и кольцевым зажимом бугельного типа; на фиг.7 - кольцевой зажим бугельного типа с крепежными деталями.The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a side view of the installation with a partial section through a fixed plug; figure 2 is a top view of the installation with partial cuts along the carriage, thrust fingers and plugs, the hydraulic cylinder is placed in the carriage from the inside of the frame; figure 3 is a top view of the left side of the installation, the hydraulic cylinder is placed in the carriage from the outside of the frame, a partial section; figure 4 - movable plug and the end of the test pipe with a bell-shaped connection and a retaining ring; figure 5 - fixed plug with a bell-shaped connection and a locking ring and the end part of the test pipe; figure 6 - design of a fixed plug with a flange connection and an annular clamp yoke type; Fig.7 - ring clamp yoke type with fasteners.

Рама предложенной установки выполнена из продольных балок 1 и 2, скрепленных между собой с помощью несущих опор 3 и 4, приваренных к ним снизу. Таким образом, рама установлена на несущих опорах 3 и 4 неподвижно. С торцовых сторон рама имеет торцовые упоры, выполненные в виде приваренных к балкам 1 и 2 кронштейнов 5, 6, 7 и 8 с отверстиями (на чертежах не обозначены), в которых установлены съемные упорные пальцы 9 и 10. Установка имеет подвижную заглушку 11 с хвостовиком 12 со сквозным отверстием 13 и неподвижную заглушку 14 с хвостовиком 15 со сквозным отверстием 16. Установка снабжена узлом перемещения подвижной заглушки 11, выполненным в виде каретки 17, имеющей в своих боковых стенках направляющие вырезы 18 и установленной этими вырезами 18 на упорном пальце 9 через посредство упора 19 с возможностью ее продольного перемещения относительно рамы, а также с возможностью поворота вокруг упорного пальца 9. Каретка 17 имеет переднюю упорную часть 20 и заднюю упорную часть 21. Задняя упорная часть 21 каретки расположена с наружной стороны рамы, а ее передняя упорная часть 20 расположена с внутренней стороны рамы и снабжена съемным упорным пальцем 22, который пропущен через отверстия (на чертежах не обозначены), выполненные в передней упорной части 20 каретки 17, и установлен своими концами в направляющих пазах 23, выполненных в продольных балках 1 и 2. Каретка 17 снабжена приводным механизмом, выполненным в виде съемного гидроцилиндра 24 со штоком 25, расположенного соосно заглушкам 11 и 14 и соединенного с источником гидравлического давления (на чертежах не показан). Для создания сжимающей нагрузки гидроцилиндр 24 размещается в каретке 17 с внутренней стороны рамы между ее упорным пальцем 9 и передней упорной частью 20 каретки 17 (см. фиг.2). Для создания растягивающей нагрузки гидроцилиндр 24 размещается в каретке 17 с внешней стороны рамы между ее упорным пальцем 9 и задней упорной частью 21 каретки 17 (см. фиг.3). Хвостовик 12 подвижной заглушки 11 своим сквозным отверстием 13 установлен на упорном пальце 22 каретки, а хвостовик 15 неподвижной заглушки 14 своим сквозным отверстием 16 установлен на упорном пальце 10 рамы. Заглушки 11 и 14 имеют возможность поворота вокруг своих упорных пальцев 22 и 10 соответственно. Каждая заглушка 11 и 14 выполнена в виде ответной концевой части 26 и 27 испытуемой трубы 28 и образует с соответствующей концевой частью 26 и 27 испытуемой трубы 28 типовое присоединительное устройство по ГОСТ 20772-81, выполненное в виде раструбного соединения (см. фиг.4 и 5) или фланцевого соединения (см. фиг.6), каждое из которых снабжено стопорным элементом, препятствующим осевому перемещению заглушек 11 и 14 и испытуемой трубы 28 при их растяжении. В раструбном соединении имеется стопорный элемент, выполненный в виде стального кольца 29, установленного между кольцевыми выступами 30, 31 и 32 подвижной заглушки 11 и неподвижной заглушки 14 и концевых частей 26 и 27 испытуемой трубы 28 соответственно. Подвижная заглушка 11 (фиг.4) представляет собой концевую часть 27 трубы 28, а концевая часть 26 трубы 28, взаимосвязанная с заглушкой 11, имеет вид раструба. Неподвижная заглушка 14 также имеет вид раструба, взаимосвязанного с однотипной концевой частью 27 трубы 28. Заглушки 11 и 14 снабжены уплотнительными элементами, выполненными в виде манжеты 33, а также упругими кольцами 34, удерживающими стопорные кольца 29 в рабочем положении. На примере неподвижной заглушки 14 показано типовое присоединительное устройство, выполненное в виде фланцевого соединения, включающего в себя (см. фиг.6) фланец 35, которым снабжена заглушка 14, и фланец 36, которым снабжена концевая часть 27 испытуемой трубы 28. Фланцы 35 и 36 имеют на своих внешних сторонах боковые конусные поверхности и соединены между собой стопорным элементом, в данном случае - кольцевым зажимом 37 бугельного типа (см. фиг.6), состоящим из двух дугообразных элементов 38 и 39 (см. фиг.7). На внутренних сторонах дугообразных элементов 38 и 39 выполнены проточки с боковыми конусными поверхностями, взаимодействующими с боковыми конусными поверхностями фланцев 35 и 36. Дугообразные элементы 38 и 39 скреплены между собой крепежными деталями, в данном случае - резьбовыми шпильками 40 и 41 с гайками 42 (фиг.7). На торцовых сторонах заглушки 14 и концевой части 27 трубы 28 выполнены кольцевые проточки (на чертежах не обозначены), а между ними установлена уплотнительная кольцевая прокладка 43 (фиг.6). Конструкция подвижной заглушки 11 с фланцевым соединением идентична конструкции неподвижной заглушки 14 с фланцевым соединением и на чертежах не показана. В хвостовике 15 заглушки 14 выполнен специальный канал 44, сообщенный с внутренним пространством испытуемой трубы 28 и снабженный штуцером 45 (фиг.5 и 6), к которому присоединяется система для создания испытательного давления (на чертежах не показана), а также канал 46 со штуцером (на чертежах не обозначен) для слива испытательной жидкости. На заглушке 11 имеется канал 47 (фиг.4) со штуцером (на чертежах не показан) для сброса воздуха. Для обеспечения испытания труб 28, имеющих различный диаметр, заглушки 11 и 14, их уплотнительные 33, 43 и стопорные 29, 37 элементы выполнены сменными, имеющими соответствующий диаметр.The frame of the proposed installation is made of longitudinal beams 1 and 2, fastened together with the help of bearing supports 3 and 4, welded to them from below. Thus, the frame is mounted on the bearing supports 3 and 4 motionless. On the end faces, the frame has end stops made in the form of brackets 5, 6, 7 and 8 welded to the beams 1 and 2 with holes (not indicated in the drawings), in which removable stop fingers 9 and 10 are installed. The installation has a movable plug 11 s a shank 12 with a through hole 13 and a fixed plug 14 with a shank 15 with a through hole 16. The installation is equipped with a displacement unit for the movable plug 11, made in the form of a carriage 17 having guide cutouts 18 in its side walls and mounted by these cutouts 18 on the thrust pin 9 without stop 19 with the possibility of its longitudinal movement relative to the frame, and also with the possibility of rotation around the stop pin 9. The carriage 17 has a front stop part 20 and a back stop part 21. The back stop part 21 of the carriage is located on the outside of the frame, and its front stop part 20 is located on the inside of the frame and is equipped with a removable thrust pin 22, which is passed through holes (not shown in the drawings) made in the front thrust part 20 of the carriage 17, and installed at its ends in the guide grooves 23, in Making a longitudinal beams 1 and 2. The carriage 17 is provided with a driving mechanism formed in the form of a removable hydraulic cylinder 24 with a rod 25 disposed coaxially with stubs 11 and 14 and connected to a source of hydraulic pressure (not shown). To create a compressive load, the hydraulic cylinder 24 is placed in the carriage 17 from the inside of the frame between its stop pin 9 and the front stop part 20 of the carriage 17 (see figure 2). To create a tensile load, the hydraulic cylinder 24 is placed in the carriage 17 on the outside of the frame between its stop pin 9 and the rear stop part 21 of the carriage 17 (see figure 3). The shank 12 of the movable plug 11 with its through hole 13 is mounted on the thrust pin 22 of the carriage, and the shank 15 of the fixed plug 14 with its through hole 16 is mounted on the thrust pin 10 of the frame. The plugs 11 and 14 have the ability to rotate around their thrust fingers 22 and 10, respectively. Each plug 11 and 14 is made in the form of a mating end part 26 and 27 of the test pipe 28 and forms with a corresponding end part 26 and 27 of the test pipe 28 a typical connecting device according to GOST 20772-81, made in the form of a bell-shaped connection (see Fig. 4 and 5) or a flange connection (see Fig.6), each of which is equipped with a locking element that prevents axial movement of the plugs 11 and 14 and the test pipe 28 when they are stretched. In the bell-shaped connection there is a locking element made in the form of a steel ring 29 mounted between the annular protrusions 30, 31 and 32 of the movable plug 11 and the stationary plug 14 and the end parts 26 and 27 of the test pipe 28, respectively. The movable plug 11 (figure 4) is the end part 27 of the pipe 28, and the end part 26 of the pipe 28, interconnected with the plug 11, has the form of a bell. The fixed plug 14 also has the form of a bell interconnected with the same end part 27 of the pipe 28. The plugs 11 and 14 are provided with sealing elements made in the form of a sleeve 33, as well as elastic rings 34 that hold the retaining rings 29 in the working position. An example of a fixed plug 14 shows a typical connecting device made in the form of a flange connection, including (see Fig. 6) a flange 35, which is equipped with a plug 14, and a flange 36, which is provided with the end part 27 of the test pipe 28. Flanges 35 and 36 have lateral conical surfaces on their outer sides and are interconnected by a locking element, in this case, a ring clamp 37 of the yoke type (see FIG. 6), consisting of two arcuate elements 38 and 39 (see FIG. 7). On the inner sides of the arcuate elements 38 and 39, grooves are made with lateral conical surfaces interacting with the lateral conical surfaces of the flanges 35 and 36. The arcuate elements 38 and 39 are fastened together by fasteners, in this case, threaded rods 40 and 41 with nuts 42 (Fig. .7). On the end faces of the plug 14 and the end part 27 of the pipe 28, annular grooves are made (not indicated in the drawings), and a sealing ring gasket 43 is installed between them (FIG. 6). The design of the movable plug 11 with a flange connection is identical to the design of the stationary plug 14 with a flange connection and is not shown in the drawings. A special channel 44 is made in the shank 15 of the plug 14, which is in communication with the interior of the test pipe 28 and is equipped with a fitting 45 (FIGS. 5 and 6), to which a system for creating a test pressure (not shown) is connected, as well as a channel 46 with a fitting (not indicated in the drawings) for draining the test fluid. On the plug 11 there is a channel 47 (figure 4) with a fitting (not shown in the drawings) for venting. To ensure testing of pipes 28 having different diameters, plugs 11 and 14, their sealing 33, 43 and retaining elements 29, 37 are made replaceable, having an appropriate diameter.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

На концевые части 26 и 27 испытуемой трубы 28 устанавливают заглушки 11 и 14, соответствующие типу концевых частей 26 и 27 трубы 28, и фиксируют их или с помощью стопорного кольца 29, или с помощью дугообразных элементов 38 и 39, стянутых шпильками 40 и 41 и гайками 42. С помощью подъемного механизма трубу 28 опускают во внутреннее пространство рамы и располагают вдоль оси рамы. Совмещают отверстие 16 хвостовика 15 неподвижной заглушки 14 с отверстиями кронштейнов 7 и 8 и вводят в указанные отверстия упорный палец 10 рамы. Перемещая каретку 17 вдоль оси рамы, совмещают отверстие 13 хвостовика 12 подвижной заглушки 11 с отверстиями в передней упорной части 20 каретки 17, а также с направляющими пазами 23 и вводят в указанные отверстия и пазы упорный палец 22. При этом возможный наклон или изгиб трубы в вертикальной плоскости не мешает вводу упорных пальцев 10 и 22 в соответствующие отверстия 16 и 13 хвостовиков 15 и 12. После закрепления пальцев 10 и 22 установка готова к испытаниям трубы 28 или трубной сборки (на чертежах не показана).On the end parts 26 and 27 of the test pipe 28, plugs 11 and 14 are installed, corresponding to the type of end parts 26 and 27 of the pipe 28, and fix them either with the locking ring 29, or with the help of arcuate elements 38 and 39, tightened by pins 40 and 41 and nuts 42. Using a lifting mechanism, the pipe 28 is lowered into the interior of the frame and placed along the axis of the frame. The hole 16 of the shank 15 of the fixed plug 14 is combined with the holes of the brackets 7 and 8 and the stop pin 10 of the frame is inserted into the indicated holes. Moving the carriage 17 along the axis of the frame, combine the hole 13 of the shank 12 of the movable plug 11 with the holes in the front stop portion 20 of the carriage 17, as well as with the guide grooves 23, and the stop pin 22 is inserted into the indicated holes and grooves. In this case, the pipe may bend or bend into the vertical plane does not interfere with the entry of the thrust fingers 10 and 22 into the corresponding holes 16 and 13 of the shanks 15 and 12. After fixing the fingers 10 and 22, the installation is ready for testing the pipe 28 or pipe assembly (not shown in the drawings).

При испытаниях на сжатие трубы 28 гидроцилиндр 24 размещают в каретке 17 с внутренней стороны рамы между передней упорной частью 20 каретки 17 и упором 19 упорного пальца 9 (см. фиг.2) и подсоединяют к нему источник гидравлического давления. Если необходимо провести испытание трубы 28 на растяжение с одновременным испытанием ее на прочность и герметичность, а также испытание на прочность и герметичность присоединительных устройств, то к штуцеру 45 заглушки 14 присоединяют систему для создания испытательного давления и через канал 44 подают гидравлическое давление в трубу 28 по заданной программе испытаний. При раструбном исполнении присоединительных устройств манжеты 33 под действием испытательного давления самоуплотняются между заглушками 11 и 14 и концевыми частями 26 и 27 трубы 28. При фланцевом исполнении присоединительных устройств уплотнительная кольцевая прокладка 43 обеспечивает герметичность соединения за счет усилия предварительной затяжки шпилек 40 и 41 гайками 42 (см. фиг.6 и 7). В гидроцилиндр 24 подают гидравлическое давление по заданной программе испытаний. Гидроцилиндр 24 при выдвижении штока 25 прижимается к упору 19 и через упорный палец 22 и заглушку 11 передает осевую нагрузку на трубу 28. Концевые части 26 и 27 трубы 28 упираются в заглушки 11 и 14 и в их упорные пальцы 22 и 10 соответственно. Под действием штока 25 каретка 17 в процессе сжатия трубы 28 перемещается своими вырезами 18 относительно упора 19 и своим упорным пальцем 22 в пазах 23 вдоль оси рамы в сторону расположения неподвижной заглушки 14. Благодаря соосному расположению упорных пальцев 9, 22 и 10, а также каретки 17, гидроцилиндра 24, заглушек 11 и 14 на общей продольной оси рамы, к испытуемой трубе может быть приложена максимальная сжимающая нагрузка. При этом обеспечивается равномерность приложения нагрузки на рабочую поверхность заглушек 11 и 14, исключается их перекос, что позволяет проводить испытания с доведением до разрушения трубы 28 или присоединительных устройств. После испытаний сливают испытательную жидкость через канал 46 заглушки 14.When testing the compression of the pipe 28, the hydraulic cylinder 24 is placed in the carriage 17 from the inside of the frame between the front stop part 20 of the carriage 17 and the stop 19 of the stop pin 9 (see FIG. 2) and a hydraulic pressure source is connected to it. If it is necessary to test the pipe 28 for tension while testing it for strength and tightness, as well as a test for the strength and tightness of the connecting devices, then to the fitting 45 of the plug 14, a system is connected to create a test pressure and hydraulic pressure is supplied through the channel 44 to the pipe 28 through given test program. With a bell-shaped version of the connecting devices, the cuffs 33 are self-sealed between the plugs 11 and 14 and the end parts 26 and 27 of the pipe 28. With the flanged version of the connecting devices, the sealing ring gasket 43 ensures tightness of the connection due to the pre-tightening force of the studs 40 and 41 with nuts 42 ( see Fig.6 and 7). The hydraulic cylinder 24 serves hydraulic pressure according to a given test program. When the rod 25 is extended, the hydraulic cylinder 24 is pressed against the stop 19 and, through the stop pin 22 and the plug 11, transfers the axial load to the pipe 28. The end parts 26 and 27 of the pipe 28 abut against the plugs 11 and 14 and their thrust fingers 22 and 10, respectively. Under the action of the rod 25, the carriage 17 in the process of compression of the pipe 28 is moved with its cutouts 18 relative to the stop 19 and with its stop finger 22 in the grooves 23 along the axis of the frame towards the location of the fixed plug 14. Due to the coaxial arrangement of the stop fingers 9, 22 and 10, as well as the carriage 17, hydraulic cylinder 24, plugs 11 and 14 on the common longitudinal axis of the frame, the maximum compressive load can be applied to the test pipe. This ensures that the load is applied uniformly to the working surface of the plugs 11 and 14, and they are skewed, which allows testing to be performed to bring pipe 28 or connecting devices to failure. After the tests, the test fluid is drained through the channel 46 of the plug 14.

При испытаниях на растяжение трубы 28 гидроцилиндр 24 размещают в каретке 17 с наружной стороны рамы между задней упорной частью 21 каретки 17 и упором 19 упорного пальца 9 (см. фиг.3) и подсоединяют к нему источник гидравлического давления. Если необходимо провести испытание трубы 28 на растяжение с одновременным испытанием ее на прочность и герметичность, а также испытание на прочность и герметичность присоединительных устройств, то к штуцеру 45 заглушки 14 присоединяют систему для создания испытательного давления и через канал 44 подают гидравлическое давление в трубу 28 по заданной программе испытаний. При раструбном исполнении присоединительных устройств манжеты 33 под действием испытательного давления самоуплотняются между заглушками 11 и 14 и концевыми частями 26 и 27 трубы 28. При фланцевом исполнении присоединительных устройств уплотнительная кольцевая прокладка 43 обеспечивает герметичность соединения за счет усилия предварительной затяжки шпилек 40 и 41 гайками 42. В гидроцилиндр 24 подают гидравлическое давление по заданной программе испытаний. При выдвижении штока 25 гидроцилиндр 24 давит на упор 19, и каретка 17 тянет за собой упорный палец 22 и заглушку 11, создавая растягивающую осевую нагрузку на трубу 28. Концевая часть 27 трубы 28 передает растягивающую осевую нагрузку на заглушку 14. В случае использования раструбного соединения концевые части 26 и 27 трубы 28 и заглушки 11 и 14 под действием растягивающей осевой нагрузки стремятся переместиться относительно друг друга в противоположном осевом направлении. При этом выступы 30 и 32 стремятся переместиться навстречу друг другу, и стопорное кольцо 29 зажимается между выступами 30 и 32, препятствуя осевому перемещению заглушек 11 и 14 относительно концевых частей 26 и 27 трубы 28. В случае использования фланцевого соединения концевые части 26 и 27 трубы 28 и заглушки 11 и 14 при растягивающей осевой нагрузке удерживаются от осевого перемещения относительно друг друга стопорным элементом 37, выполненным в виде двух дугообразных элементов 38 и 39, скрепляющих между собой фланцы 35 и 36.When tensile tests of the pipe 28, the hydraulic cylinder 24 is placed in the carriage 17 on the outside of the frame between the rear thrust portion 21 of the carriage 17 and the stop 19 of the thrust pin 9 (see figure 3) and a hydraulic pressure source is connected to it. If it is necessary to test the pipe 28 for tension while testing it for strength and tightness, as well as a test for the strength and tightness of the connecting devices, then to the fitting 45 of the plug 14, a system is connected to create a test pressure and hydraulic pressure is supplied through the channel 44 to the pipe 28 through given test program. With a bell-shaped version of the connecting devices, the cuffs 33 are self-sealed between the plugs 11 and 14 and the end parts 26 and 27 of the pipe 28. With the flanged version of the connecting devices, the sealing ring gasket 43 ensures the tightness of the connection due to the pre-tightening force of the studs 40 and 41 with the nuts 42. The hydraulic cylinder 24 serves hydraulic pressure according to a given test program. When the rod 25 is extended, the hydraulic cylinder 24 presses against the stop 19, and the carriage 17 pulls the stop pin 22 and plug 11 along it, creating a tensile axial load on the pipe 28. The end part 27 of the pipe 28 transfers the tensile axial load on the plug 14. In the case of using a bell joint the end parts 26 and 27 of the pipe 28 and the plugs 11 and 14 under the action of a tensile axial load tend to move relative to each other in the opposite axial direction. In this case, the protrusions 30 and 32 tend to move towards each other, and the circlip 29 is clamped between the protrusions 30 and 32, preventing the axial movement of the plugs 11 and 14 relative to the end parts 26 and 27 of the pipe 28. In the case of a flange connection, the end parts 26 and 27 of the pipe 28 and the plugs 11 and 14 with a tensile axial load are kept from axial movement relative to each other by a locking element 37, made in the form of two arcuate elements 38 and 39, fastening the flanges 35 and 36 together.

Таким образом, испытанию на прочность и герметичность подвергаются труба 28 и присоединительные устройства, включающие концевые части 26 и 27 трубы 28, а также заглушки 11 и 14 с их уплотнительными элементами 33 и 43 и стопорными элементами 29 и 37.Thus, the pipe 28 and connecting devices, including the end parts 26 and 27 of the pipe 28, as well as plugs 11 and 14 with their sealing elements 33 and 43 and locking elements 29 and 37, are tested for strength and tightness.

После проведения испытаний обеспечивают с помощью подъемного механизма поддержку трубы 28, далее вынимают упорные пальцы 10 и 22 из отверстий 16 и 13 хвостовиков 15 и 12 соответственно, при этом необходимо поворачивать каретку 17 вокруг упорного пальца 9 для облегчения процесса освобождения хвостовика 12 подвижной заглушки 11. Затем трубу 28 вместе с заглушками 11 и 14 с помощью подъемного механизма снимают с рамы установки для проверки результатов испытания. Заглушки 11 и 14 снимают с концевых частей 26 и 27 трубы 28 с помощью специальных типовых инструментов (на чертежах не показаны).After the tests, the pipe 28 is supported by the lifting mechanism, then the thrust fingers 10 and 22 are removed from the holes 16 and 13 of the shanks 15 and 12, respectively, while it is necessary to turn the carriage 17 around the thrust pin 9 to facilitate the release of the shank 12 of the movable plug 11. Then the pipe 28 together with the plugs 11 and 14 using a lifting mechanism is removed from the installation frame to check the test results. The plugs 11 and 14 are removed from the end parts 26 and 27 of the pipe 28 using special standard tools (not shown in the drawings).

Предложенная установка по сравнению с прототипом позволяет проводить испытания как трубы 28, так и присоединительных устройств на прочность и герметичность при высоких значениях сжимающих или растягивающих осевых нагрузок. В установке применен гидроцилиндр 24, развивающий усилие сжатия или растяжения, равное 200 тс, что позволяет проводить упомянутые испытания с доведением до разрушения труб и их присоединительных устройств.The proposed installation in comparison with the prototype allows testing both pipes 28 and connecting devices for strength and tightness at high values of compressive or tensile axial loads. The installation uses a hydraulic cylinder 24, which develops a compressive or tensile force of 200 tf, which allows the aforementioned tests to be carried out to bring the pipes and their connecting devices to failure.

Важным преимуществом предложенной установки является то, что на ней можно проводить испытания не только отдельных труб, но и трубных сборок, состоящих из двух труб, соединенных между собой присоединительным устройством.An important advantage of the proposed installation is that it can test not only individual pipes, but also pipe assemblies consisting of two pipes interconnected by a connecting device.

Claims

1. Installation for testing pipes, containing a frame made of longitudinal beams bonded to each other, end stops of the frame, bearing frame supports, movable and fixed plugs with sealing elements, moving unit of the movable plug with a drive mechanism, front and rear stop parts of the moving unit movable plugs, a system for creating a test pressure, characterized in that the frame is fixed on the supporting supports, the end stops of the frame are made in the form of persistent fingers installed in the holes, flaxen in the longitudinal beams of the frame, the moving unit for moving the movable plug is made in the form of a carriage having guide cutouts and mounted by these cutouts on the thrust pin of the frame with the possibility of longitudinal movement relative to the frame, while the rear thrust part of the carriage is located on the outside of the frame, the front thrust part of the carriage is provided thrust finger, the ends of which are installed in the guide grooves made in the longitudinal beams of the frame, the drive mechanism of the movable plug displacement unit is made in the form of a hydraulic cylinder located in the carriage coaxially with the plugs and placed on the inside of the frame between the stop pin of the frame and the front stop part of the carriage and able to be placed in the carriage on the outside of the frame between its stop finger and the back stop part of the carriage, and the plugs have shanks with through holes, a shank the movable plug with its through hole is installed on the thrust finger of the carriage, the shank of the stationary plug with its through hole is installed on the thrust finger of the frame, with each plug olnena a mating end portion of the test tube and forms with the end portion of the test tube connecting device provided with a locking element which prevents axial movement of the plugs and the test tube when stretched.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the carriage is mounted with the possibility of its rotation around the persistent finger of the frame.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the connecting device is made in the form of a bell-shaped connection, and the locking element is made in the form of a steel ring installed between the annular protrusions of the plugs and the end parts of the test pipe.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the connecting device is made in the form of a flange connection, and the locking element is made in the form of a ring clamp of a yoke type, covering the flanges of the plug and the pipe under test on their outer surface and having fasteners.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the plugs, sealing elements and locking elements are interchangeable.

6. Installation according to claim 1, characterized in that the hydraulic cylinder, the thrust fingers of the frame, the thrust finger of the carriage, the plugs are removable.

7. Installation according to claim 1, characterized in that the plugs are able to rotate around their thrust fingers.