RU2442969C2 - Test block for tests in conditions of internal pressure cyclic drop - Google Patents
Test block for tests in conditions of internal pressure cyclic drop Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442969C2 RU2442969C2 RU2009111959/28A RU2009111959A RU2442969C2 RU 2442969 C2 RU2442969 C2 RU 2442969C2 RU 2009111959/28 A RU2009111959/28 A RU 2009111959/28A RU 2009111959 A RU2009111959 A RU 2009111959A RU 2442969 C2 RU2442969 C2 RU 2442969C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- pipe
- zone
- sensors
- weld
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания гибких элементов трубопроводов (самокомпенсирующихся труб, сильфонов, металлорукавов и т.д.) на ресурс в условиях циклического перепада внутреннего давления с одновременным определением полей упругопластических деформаций.The invention relates to testing equipment, in particular, to stands for testing flexible pipe elements (self-compensating pipes, bellows, metal hoses, etc.) for a resource under conditions of cyclic differential pressure with the simultaneous determination of the fields of elastoplastic deformations.
При эксплуатации магистральных нефтепроводов, теплотрасс ТЭЦ и других видов магистральных и технологических трубопроводов имеет место нестационарное циклическое нагружение внутренним давлением, которое может способствовать накоплению повреждений при работе конструкционного материала в максимально нагруженных зонах за пределом упругости и приводить к преждевременному выходу из строя высоконагруженных элементов трубопроводов по критериям малоцикловой усталости. Для уменьшения воздействия указанного эффекта применяются различные технические средства и устройства. Приведенный ниже материал касается так называемых самокомпенсирующихся труб (СКТ) и методам их испытаний на ресурс в условиях, близких к эксплуатационным. Основной эффект, производимый СКТ - самокомпенсация продольной и поперечной деформаций трубопровода от циклических изменений внутреннего давления, температуры и других воздействий.During the operation of main oil pipelines, heating mains of thermal power plants and other types of main and technological pipelines, unsteady cyclic loading by internal pressure takes place, which can contribute to the accumulation of damage during operation of the structural material in the most loaded zones beyond the elastic limit and lead to premature failure of highly loaded pipeline elements according to the criteria low cycle fatigue. To reduce the impact of this effect, various technical means and devices are used. The material below refers to the so-called self-compensating pipes (SKT) and methods for testing them for a resource in conditions close to operational. The main effect produced by SKT is self-compensation of the longitudinal and transverse deformations of the pipeline from cyclic changes in internal pressure, temperature and other influences.
С целью повышения эксплуатационной надежности трубопроводов различного назначения разработан ряд устройств для их испытаний в условиях, близких к эксплуатационным. В частности, известен стенд для испытания паропроводов в условиях сложно-напряженного состояния (авт.св. СССР 207450, опубл. 01.01.1968 г.), содержащий станину с установленными на ней нагружающим устройством и устройством для создания внутреннего давления. С целью нагружения образца растяжением-сжатием он снабжен двуплечим рычагом, который устанавливается на одном конце образца, жестко соединенного вторым концом со станиной. При этом свободные концы рычага соединены через шарниры с нагружающим устройством.In order to increase the operational reliability of pipelines for various purposes, a number of devices have been developed for testing them under conditions close to operational. In particular, a bench is known for testing steam pipelines in conditions of difficult stress (ed. St. USSR 207450, publ. 01.01.1968), containing a frame with a loading device and a device for creating internal pressure installed on it. In order to load the specimen by tension-compression, it is equipped with a two-arm lever, which is mounted on one end of the specimen, which is rigidly connected by the other end to the bed. In this case, the free ends of the lever are connected through hinges with a loading device.
Недостатком данного стенда является низкая достоверность результатов испытания, невозможность применения установки для испытания СКТ на ресурс из-за возможной потери устойчивости образцов и другим причинам (отсутствие автоматизированных систем обеспечения циклического нагружения и систем измерения полей деформаций).The disadvantage of this stand is the low reliability of the test results, the inability to use the installation for testing SKT for a resource due to a possible loss of stability of the samples and other reasons (lack of automated systems for providing cyclic loading and systems for measuring strain fields).
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является установка для испытания труб и других подобных элементов строительных конструкций (авт.св. СССР 93378, опубл. 01.01.1952 г.) с применением гидравлических или иных домкратов для осуществления прилагаемой нагрузки, выполненная в виде установленной на фундаменте опоры рамы с неподвижной и подвижной вдоль рамы траверсами, снабженными отверстиями для пропуска и крепления в них испытуемых труб с закрепленными на их концах стаканами с заглушками для заполнения труб водой, растягиваемых или сжимаемых домкратами, установленными внутри или вне опорной рамы, в зависимости от характера испытания.The closest analogue of the claimed invention is the installation for testing pipes and other similar elements of building structures (ed. St. USSR 93378, publ. 01/01/1952) using hydraulic or other jacks to carry the applied load, made in the form of a support installed on the foundation frames with a fixed and movable traverse along the frame, equipped with holes for passing and fastening test pipes in them with glasses fixed to their ends with caps for filling pipes with water, stretched or with pressed by jacks installed inside or outside the support frame, depending on the nature of the test.
Недостатком данного устройства является низкая достоверность результатов испытания, невозможность применения установки для испытания СКТ на ресурс из-за возможной потери устойчивости образцов и другим причинам (отсутствие автоматизированных систем обеспечения циклического нагружения и систем измерения полей деформаций).The disadvantage of this device is the low reliability of the test results, the inability to use the installation for testing SKT on the resource due to the possible loss of stability of the samples and other reasons (lack of automated systems for providing cyclic loading and systems for measuring strain fields).
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности результатов испытаний СКТ на ресурс, а также возможность измерения циклических упругопластических деформаций.The technical result of the invention is to increase the reliability of the results of tests of SKT for a resource, as well as the ability to measure cyclic elastoplastic deformations.
Указанный технический результат достигается следующим образом.The specified technical result is achieved as follows.
Предлагается стенд для испытаний труб в условиях циклического перепада внутреннего давления с применением насосной станции, содержащий четыре или более стяжки, закрепленных на двух жестких плитах, опорный поворотный механизм, поддерживающий испытуемую трубу в горизонтальном положении и позволяющий производить ее вращение, внутреннюю трубу, две приварные эллиптические заглушки, переходный элемент с диаметра испытуемого образца на внутреннюю трубу, штуцер для подачи рабочей среды и манометр для измерения внутреннего давления.A test bench is proposed for testing pipes under conditions of cyclic differential pressure using a pump station, containing four or more couplers mounted on two rigid plates, a support rotary mechanism that supports the test pipe in a horizontal position and allows its rotation, the inner pipe, and two welded elliptical plugs, a transition element from the diameter of the test sample to the inner tube, a fitting for supplying a working medium and a manometer for measuring internal pressure.
На фигуре 1 изображен продольный разрез предлагаемого стенда.The figure 1 shows a longitudinal section of the proposed stand.
Стенд снабжен четырьмя стяжками - 1, представляющими собой жесткие швеллеры или сплошные брусы прямоугольного или кругового сечения, двумя жесткими плитами - 2, зоной крепления - 3 (сварка, болтовое соединение, специальное соединение), опорным поворотным механизмом - 4, который поддерживает испытуемую трубу в горизонтальном положении и позволяет производить ее вращение для более эффективного заполнения и опорожнения рабочей средой, внутренней трубой - 5 для повышения жесткости и устойчивости (желательно бесшовной), двумя приварными эллиптическими донышками (заглушками) - 6 для обеспечения герметичности внутренней трубы, лепестковым (коническим или другим) переходным элементом - 8 с диаметра испытуемого образца - 7 на внутреннюю трубу, двумя штуцерами - 9 для подачи рабочей среды и двумя манометрами для измерения статического избыточного и циклического испытательного внутреннего давления. Насосная станция - 10 создает избыточное статическое внутреннее давление во внутренней трубе. Автоматизированная насосная станция - 11 создает испытательное циклическое внутреннее давление в пространстве между СКТ и внутренней трубой по заранее установленной программе эксперимента. Эта станция содержит устройство автоматического прекращения эксперимента в случае падения давления в системе из-за образовавшегося сквозного дефекта (момент потери ресурса). Циклические упругопластические деформации определяются методом тензометрии (или другим способом: оптически чувствительные, хрупкие покрытия, лазер и т.д.) в следующих потенциально опасных зонах СКТ: 12 - зона пересечения спирального шва трубы и кольцевого монтажного шва, 13 - зона пересечения монтажного шва с неровностями в месте смятия гофра, 14 - зона перехода от гофра к цилиндрической части конца трубы в месте частичного смятия гофра, 15 - зона эквидистантных гофров Г1 - 16 и Г2 - 17, разделенных спиральным технологическим швом СКТ.The stand is equipped with four ties - 1, which are rigid channels or solid square or circular beams, two rigid plates - 2, a fastening zone - 3 (welding, bolt connection, special connection), a supporting rotary mechanism - 4, which supports the pipe under test horizontal position and allows its rotation to be more efficiently filled and emptied by the working medium, by an internal pipe - 5 to increase rigidity and stability (preferably seamless), two welded elliptical 6 bottoms (plugs) - 6 to ensure the tightness of the inner pipe, petal (conical or other) transition element - 8 from the diameter of the test sample - 7 to the inner pipe, two fittings - 9 for supplying a working medium and two pressure gauges for measuring static excess and cyclic test internal pressure. Pump station - 10 creates excessive static internal pressure in the inner pipe. Automated pumping station - 11 creates a test cyclic internal pressure in the space between the SKT and the inner pipe according to a predetermined experimental program. This station contains a device for automatically terminating the experiment in the event of a pressure drop in the system due to the resulting through defect (the moment of loss of life). Cyclic elastoplastic deformations are determined by tensometry (or by another method: optically sensitive, brittle coatings, laser, etc.) in the following potentially hazardous areas of SKT: 12 - the zone of intersection of the spiral pipe seam and the ring mounting seam, 13 - the zone of intersection of the mounting seam with irregularities in the place of collapse of the corrugation, 14 - zone of transition from the corrugation to the cylindrical part of the end of the pipe in the place of partial collapse of the corrugation, 15 - zone of equidistant corrugations G1 - 16 and G2 - 17, separated by a spiral SKT technological seam.
Таким образом, технический эффект обеспечивается повышенной жесткостью конструкции стенда (стяжки, внутренняя труба, жесткие боковые плиты), наличием внутренней трубы под статическим давлением, предотвращающей потерю устойчивости испытуемого образца СКТ, применением автоматизированной насосной станции с устройством аварийного отключения и системы определения циклических упругопластических деформаций.Thus, the technical effect is ensured by increased rigidity of the stand design (screeds, inner tube, rigid side plates), the presence of an inner tube under static pressure, which prevents the loss of stability of the test SKT sample, using an automated pump station with an emergency shutdown device and a system for determining cyclic elastoplastic deformations.
При испытаниях имитация жесткого защемления трубы осуществлялась как с помощью продольных стяжек 2, так и приваркой внутренней трубы 3. Нагружение СКТ осуществлялось циклическим подъемом давления в межтрубном пространстве с помощью автоматизированной насосной станции 11. Для предотвращения потери устойчивости образца СКТ внутреннюю трубу нагружали начальным давлением с таким расчетом, чтобы при нагружении СКТ давление в межтрубном пространстве не превышало давления в гладкой трубе. Это позволило избежать смятия внутренней трубы и сказалось на увеличении жесткости защемления концов СКТ, поскольку уменьшение разности давлений внутри и снаружи гладкой трубы вызвало в ней сжимающие усилия. Относительное удлинение СКТ в первом случае составило 0.08%, во втором - 0.01%.In the tests, simulated rigid pinching of the pipe was carried out using both longitudinal ties 2 and welding of the
Измерение деформаций СКТ проводилось тензометрическим методом с использованием проволочных датчиков В с базой 10 мм (30 шт.), цепочек малобазных фольговых тензодатчиков Б с базой 2 мм (100 шт.) и фольговых датчиков А с базой 1 мм (10 шт.), фигура 2. В зоне 12 устанавливаются датчики А в непосредственной близости от сварных швов и на усилении шва на участке пересечения швов. Замер деформаций в зоне 13 проводится цепочками фольговых тензодатчиков Б. В зоне 14 устанавливаются тензодатчики В и цепочка 2-миллиметровых датчиков Б. В зоне 15, где датчики наклеиваются поперек обоих гофров Г1 и Г2, и в околошовной зоне спирального шва для сравнения разрешающей способности тензодатчиков с различной базой измерения при определении деформаций в гофре СКТ была произведена оклейка гофра с одной стороны датчиками В, а с другой - датчиками Б.SCT deformations were measured by the strain gauge method using wire gauges B with a base of 10 mm (30 pcs.), Chains of small-base foil strain gauges B with a base of 2 mm (100 pcs.) And foil sensors A with a base of 1 mm (10 pcs.), Figure 2. In
Использование тензодатчиков с различной базой измерения позволяет определить общее деформированное состояние конструкции и получить соответствующую информацию в зонах концентрации. По результатам измерения определяли компоненты тензора деформаций.The use of strain gauges with a different measurement base makes it possible to determine the general deformed state of the structure and obtain relevant information in concentration zones. According to the measurement results, the components of the strain tensor were determined.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 - Продольный разрез стенда.Figure 1 - A longitudinal section of the stand.
Фиг.2 - Схема размещения тензодатчиков.Figure 2 - Layout of load cells.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111959/28A RU2442969C2 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Test block for tests in conditions of internal pressure cyclic drop |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111959/28A RU2442969C2 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Test block for tests in conditions of internal pressure cyclic drop |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009111959A RU2009111959A (en) | 2010-11-20 |
RU2442969C2 true RU2442969C2 (en) | 2012-02-20 |
Family
ID=44057965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009111959/28A RU2442969C2 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Test block for tests in conditions of internal pressure cyclic drop |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2442969C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109540666B (en) * | 2018-11-06 | 2021-04-30 | 宁波用躬科技有限公司 | Simulation loading system and method for actual loading characteristics of segments by soil layer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU93378A1 (en) * | 1950-06-17 | 1951-11-30 | М.П. Анучкин | Installation for testing pipes and other similar elements of building structures |
CA2338116A1 (en) * | 1998-07-22 | 2000-02-03 | Donald G. Huber | Test system for fluid tight integrity of installed pipeline |
RU2242739C2 (en) * | 2003-01-21 | 2004-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Method and device for testing shells |
WO2006112920A2 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pipeline pressure tool |
-
2009
- 2009-04-01 RU RU2009111959/28A patent/RU2442969C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU93378A1 (en) * | 1950-06-17 | 1951-11-30 | М.П. Анучкин | Installation for testing pipes and other similar elements of building structures |
CA2338116A1 (en) * | 1998-07-22 | 2000-02-03 | Donald G. Huber | Test system for fluid tight integrity of installed pipeline |
RU2242739C2 (en) * | 2003-01-21 | 2004-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Method and device for testing shells |
WO2006112920A2 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pipeline pressure tool |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009111959A (en) | 2010-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2981803B1 (en) | Fatigue testing of a test specimen | |
Melissianos et al. | Experimental investigation of pipes with flexible joints under fault rupture | |
KR101202190B1 (en) | Displacement measure device | |
CN103134701B (en) | Simultaneous monitoring method for welded steel truss structure fatigue failure process | |
Gioielli et al. | Large-scale testing methodology to measure the influence of pressure on tensile strain capacity of a pipeline | |
Gao et al. | Dynamic behavior of CHS-SHS tubular T-joints subjected to low-velocity impact loading | |
RU2442969C2 (en) | Test block for tests in conditions of internal pressure cyclic drop | |
KR20110030523A (en) | Plant pipe life evaluation method based on operation history | |
RU2642881C1 (en) | Concrete coated pipes testing bench | |
Papatheocharis et al. | Experimental and numerical investigation of pipe T-junctions under strong cyclic loading | |
Mann III et al. | Testing System Set-Up to Evaluate Acoustic Induced Vibration | |
US10094733B2 (en) | Methods for testing shape-memory alloy couplers for oil and gas applications | |
Van Wittenberghe et al. | Large-Scale Resonant Fatigue Testing of Welded Tubular X-Joints for Offshore Jacket Foundations | |
Stables et al. | An improved load measuring device for underground mining standing supports | |
JP4599683B2 (en) | Cumulative deformation measuring device for structures | |
RU2514072C1 (en) | Method of determining tangential stress in steel pipelines | |
Chiew et al. | Strain concentrations at intersection regions of a multiplanar tubular DX-joint | |
Bradaï et al. | Equi-biaxial loading effect on austenitic stainless steel fatigue life | |
CN113075064B (en) | Full-size fatigue test method for tension tendon welded joint of tension leg platform | |
Netto et al. | Fatigue performance of reeled risers | |
CN115452572B (en) | Test device and method for testing neutral axis position and longitudinal equivalent bending stiffness of shield tunnel | |
Sen et al. | Finite element analysis of cold bend pipes under bending loads | |
Sivák et al. | ESA as a Significant Tool for Intensification of Structural Elements of Pipe Systems | |
KR102339242B1 (en) | Concrete swelling damage measuring device | |
Stapasolla et al. | Mechanical Behavior of X-65 Seamless Rigid Pipe During Resonant Fatigue Testing: A Numerical and Experimental Approach |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130402 |