RU59826U1 - SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES - Google Patents

SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES Download PDF

Info

Publication number
RU59826U1
RU59826U1 RU2006126003/22U RU2006126003U RU59826U1 RU 59826 U1 RU59826 U1 RU 59826U1 RU 2006126003/22 U RU2006126003/22 U RU 2006126003/22U RU 2006126003 U RU2006126003 U RU 2006126003U RU 59826 U1 RU59826 U1 RU 59826U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
test
segment
testing
test pipe
Prior art date
Application number
RU2006126003/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Казбек Данилович Басиев
Вадим Ильич Тибилов
Александр Александрович Бигулаев
Казбек Мухтарович Дзиоев
Олег Иванович Стеклов
Таймураз Сулейманович Есиев
Original Assignee
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) (СКГМИ(ГТУ), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
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 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) (СКГМИ(ГТУ), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования filed Critical Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) (СКГМИ(ГТУ), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Priority to RU2006126003/22U priority Critical patent/RU59826U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU59826U1 publication Critical patent/RU59826U1/en

Links

Landscapes

  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области испытания материалов на прочность, в частности, для испытания труб большого диаметра на механо-коррозионную прочность. Образец для испытания на механо-коррозионную прочность труб большого диаметра, состоит из сегмента испытуемой трубы, концы которого предназначены для нагружения усилиями, направленными по одной оси. Он дополнительно снабжен балкой, соединенной с сегментом испытуемой трубы, нижняя часть которой повторяет кривизну испытуемой трубы, при этом на выпуклой поверхности в центральной части балки, прилегающей к испытуемой трубе, выполнена проточка, длина / которой определена по формуле:The utility model relates to the field of testing materials for strength, in particular for testing large diameter pipes for mechano-corrosion strength. A test specimen for testing the mechanical-corrosion strength of large-diameter pipes consists of a segment of the test pipe, the ends of which are designed for loading by forces directed along one axis. It is additionally equipped with a beam connected to the segment of the test pipe, the lower part of which repeats the curvature of the test pipe, while a groove is made on the convex surface in the central part of the beam adjacent to the test pipe, the length of which is determined by the formula:

где Where

C1 - const = 0,0225;C 1 - const = 0.0225;

R - радиус трубы большого диаметра, смR is the radius of the pipe of large diameter, cm

D - цилиндрическая жесткость испытуемой трубы кг·см,D is the cylindrical stiffness of the test pipe kg · cm,

Миз доп - допустимый изгибающий момент для испытуемой трубной стали кг·см, а отношение высоты балки к толщине сегмента испытуемой трубы составляет 4÷6. Данная конструкция позволит, при приложении механического усилия, создать в нем напряжения, соответствующие напряжениям реального трубопровода, что повышает точность испытанияM of additional - the permissible bending moment for the tested pipe steel kg · cm, and the ratio of the height of the beam to the thickness of the segment of the tested pipe is 4 ÷ 6. This design will allow, when mechanical effort is applied, to create stresses in it that correspond to the stresses of a real pipeline, which increases the accuracy of the test

трубы на механо-коррозионную прочность. 1 з.п. ф-лы, 2 илл.pipes for mechanical corrosion resistance. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области испытания материалов на прочность, а в частности для испытания труб большого диаметра на механо-коррозионную прочность.The utility model relates to the field of testing materials for strength, and in particular for testing large diameter pipes for mechano-corrosion strength.

Известен образец для испытания металла труб при двухосном напряженном состоянии, представляющий собой разрезное кольцо с выемкой, расположенной на внешней поверхности образца. Выемка выполнена в виде кольцевой проточки симметрично относительно ширины образца, глубина и ширина которой выбирается из условий обеспечения соотношения напряжений в центральной части образца, соответствующего напряженному состоянию трубы (см. патент РФ №2073842, МПК6 G 01 №3/08 опубликованный БИ №5, 1997 г.).A known sample for testing metal pipes in a biaxial stress state, which is a split ring with a recess located on the outer surface of the sample. The recess is made in the form of an annular groove symmetrically with respect to the width of the sample, the depth and width of which is selected from the conditions for ensuring a stress ratio in the central part of the sample corresponding to the stress state of the pipe (see RF patent No. 2073842, IPC 6 G 01 No. 3/08 published by BI No. 5 , 1997).

Недостаток известного образца заключается в том, что невозможно создать однородное поле напряжений по всей толщине исследуемого образца, что снижает точность оценки длительной прочности металла трубы, так как в реальных условиях изгибная схема напряжения не соответствует реальной работе нефтегазопроводов.A disadvantage of the known sample is that it is impossible to create a uniform stress field over the entire thickness of the test sample, which reduces the accuracy of estimating the long-term strength of the pipe metal, since in real conditions the bending voltage scheme does not correspond to the actual operation of oil and gas pipelines.

Также существенным недостатком известного образца является то, что для создания двухосности в центральной части образца выполнена проточка, величина которой выбирается в зависимости от требуемого состояния главных напряжений, что приводит к нарушению или изменению состояния поверхности слоев трубы и, как следствие снижает точность испытаний при определении прочности металла трубы.Another significant drawback of the known sample is that to create biaxiality in the central part of the sample, a groove is made, the value of which is selected depending on the required state of the main stresses, which leads to a violation or change in the state of the surface of the pipe layers and, as a consequence, reduces the accuracy of the tests when determining the strength metal pipe.

Таким образом, известный образец не обеспечивает достаточной точности оценки длительной прочности металла труб, из-за несоответствия реальной работе трубы.Thus, the known sample does not provide sufficient accuracy for assessing the long-term strength of the pipe metal, due to the discrepancy between the actual operation of the pipe.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является образец, состоящий из сегмента испытуемой трубы, концы которого предназначены для нагружения усилиями, направленными по одной оси, (см. патент РФ №2174225, MПК7 G 01 N 3/08, опубл. 27.09.2001 г.).Closest to the claimed technical solution is a sample consisting of a segment of the test pipe, the ends of which are designed for loading by forces directed along one axis (see RF patent No. 2174225, IPC 7 G 01 N 3/08, publ. September 27, 2001 .).

Недостаток прототипа заключается в том, что невозможно создать в рабочей зоне по всей толщине образца однородного поля растягивающих напряжений, что снижает точность оценки длительной прочности металла трубы, так как в реальных условиях трапециевидная эпюра напряжений по толщине образца не соответствует работе труб нефтегазопроводов.The disadvantage of the prototype is that it is impossible to create a uniform field of tensile stresses in the entire working thickness of the sample in the working area, which reduces the accuracy of estimating the long-term strength of the pipe metal, since in real conditions the trapezoidal stress diagram along the thickness of the sample does not correspond to the work of oil and gas pipelines.

Задачей предлагаемого технического решения является максимальное приближение условий испытаний сегмента трубы большого диаметра, к реальным и повышение точности испытания металла трубы на механо-коррозионную прочность.The objective of the proposed technical solution is to bring the testing conditions of the large-diameter pipe segment as close as possible to the real ones and to increase the accuracy of testing the pipe metal for mechanical-corrosion strength.

Решение технической задачи заключается в том, что в известном образце для испытания на механо-коррозионную прочность труб большого диаметра, состоящим из сегмента испытуемой трубы, концы которого предназначены для нагружения усилиями, направленными по одной оси, согласно полезной модели, он дополнительно снабжен балкой, соединенной с сегментом испытуемой трубы, нижняя часть которой повторяет кривизну испытуемой трубы при этом на выпуклой поверхности в центральной части балки, прилегающей к испытуемой трубе, выполнена проточка, длина l которой определена по формуле:The solution to the technical problem lies in the fact that in the known sample for testing the mechano-corrosion strength of large-diameter pipes, consisting of a segment of the test pipe, the ends of which are designed for loading by forces directed along one axis, according to a utility model, it is additionally equipped with a beam connected with a segment of the test pipe, the lower part of which repeats the curvature of the test pipe, a groove is made on the convex surface in the central part of the beam adjacent to the test pipe, length l which is determined by the formula:

где Where

C1 - const = 0,0225;C 1 - const = 0.0225;

R - радиус трубы большого диаметра, смR is the radius of the pipe of large diameter, cm

D - цилиндрическая жесткость испытуемой трубы кг·см,D is the cylindrical stiffness of the test pipe kg · cm,

Миз.доп - допустимый изгибающий момент для испытуемой трубной стали кг·см,M Iz.dop - permissible bending moment for the tested pipe steel kg · cm,

а отношение высоты балки к толщине сегмента испытуемой трубы составляет 4÷6.and the ratio of the height of the beam to the thickness of the segment of the test pipe is 4 ÷ 6.

Данная конструкция образца позволит, при приложении механического усилия, создать в нем напряжения, соответствующие напряжениям реального трубопровода, что повышает точность испытания труб большого диаметра на механо-коррозионную прочность.This design of the sample will allow, when mechanical effort is applied, to create stresses in it that correspond to the stresses of a real pipeline, which increases the accuracy of testing large diameter pipes for mechanical corrosion resistance.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 - изображен образец испытуемой среды, а на фиг.2 - график экспериментально полученной зависимости деформации изгиба элемента трубы в области проточки от действия нагрузки.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where Fig. 1 shows a sample of the test medium, and Fig. 2 is a graph of the experimentally obtained dependence of the bending strain of the pipe element in the groove area on the load.

Образец для испытания на механо-коррозионную прочность труб большого диаметра состоит из сегмента испытуемой трубы 1, балки 2, которая повторяет конфигурацию сегмента испытуемой трубы 1 и проточки 3, выполненной на выпуклой поверхности в центральной части балки 2, соприкасающейся с сегментом испытуемой трубы 2.The test specimen for the mechanical corrosion resistance of large diameter pipes consists of a segment of the test pipe 1, beam 2, which repeats the configuration of the segment of the test pipe 1 and groove 3, made on a convex surface in the central part of the beam 2 in contact with the segment of the test pipe 2.

Испытание образца проводилось следующим образом.The test sample was carried out as follows.

Получение растягивающих напряжений обеспечивалось специальной балкой 2, конфигурация которой повторяла кривизну сегмента испытуемой трубы 1 (см. фиг.1). Одновременно высота балки 2 способствовала тому, что испытываемый сегмент трубы 1 по всей толщине находился в поле растягивающих напряжений т.к. нейтральная ось всего сечения находилась на расстоянии z=(hтрδ)/2, где hтр - высота трубы, Нδ - высота балки.Obtaining tensile stresses was provided by a special beam 2, the configuration of which repeated the curvature of the segment of the test pipe 1 (see figure 1). At the same time, the height of the beam 2 contributed to the fact that the test segment of the pipe 1 over the entire thickness was in the field of tensile stresses since the neutral axis of the entire section was at a distance z = (h Tr + H δ ) / 2, where h Tr - the height of the pipe, N δ - the height of the beam.

В процессе испытания образец нагружали по схеме чистого (четырехточечного) изгиба. В этом случае в балке 2 и исследуемом сегменте трубы 1, реализовывали состояние чистого изгиба. При изгибной схеме нагружения, напряжения в наружной и внутренней поверхностях трубы определяли по известным формулам сопротивления материалов. Напряжение по толщине трубы, в этом случае, было неоднородным и зависело от толщины балки 2 и трубы 1.During the test, the sample was loaded according to the scheme of pure (four-point) bending. In this case, in the beam 2 and the investigated segment of the pipe 1, the state of pure bending was realized. With a bending loading scheme, the stresses in the outer and inner surfaces of the pipe were determined using well-known material resistance formulas. The voltage across the thickness of the pipe, in this case, was heterogeneous and depended on the thickness of the beam 2 and pipe 1.

Оптимальное соотношение по экспериментальным данным Hδ/hтр определено в пределах 4÷6.The optimal ratio according to experimental data H δ / h tr is determined within 4 ÷ 6.

Для выравнивания эпюры напряжений по толщине сегмента испытуемой трубы 1 (см. фиг.2) использовали эффект проточки, при этом длина проточки 3 была определена из зависимости:To align the stress plot along the thickness of the segment of the tested pipe 1 (see figure 2) used the groove effect, while the length of the groove 3 was determined from the dependence:

где l - длина проточки, см; C1 - const = 0,0225; R - радиус трубы большого диаметра, см; D - цилиндрическая жесткость испытуемой трубы, кг·см, Миз.доп - допустимый изгибающий момент для испытуемой трубной стали, кг·см, которую определяли по формуле:where l is the length of the groove, cm; C 1 - const = 0.0225; R is the radius of the pipe of large diameter, cm; D is the cylindrical stiffness of the test pipe, kg · cm, M from dop is the allowable bending moment for the test pipe steel, kg · cm, which was determined by the formula:

где Е - модуль упругости = 2·106 кг/см2; h - толщина трубы, см; ν - коэффициент Пуассона.where E is the modulus of elasticity = 2 · 10 6 kg / cm 2 ; h is the thickness of the pipe, cm; ν is the Poisson's ratio.

Эффект выравнивания напряжений в области проточки 3 заключался в том, что в процессе нагружения балки 2 с сегментом испытуемой трубы 1, происходила деформация изгиба сегмента испытуемой трубы 1, направленная в глубь проточки 3. Таким образом, в сегменте испытуемой трубы 1 происходила деформация изгиба и, как следствие, выравнивание напряжения.The effect of stress equalization in the groove region 3 was that during loading of the beam 2 with the segment of the tested pipe 1, a bending strain of the segment of the tested pipe 1 was directed in the depth of the groove 3. Thus, a bending strain occurred in the segment of the tested pipe 1 and, as a result, voltage equalization.

Совместная работа балки 2 и сегмента испытуемой трубы 1 обеспечивалась за счет сварки торцов сегмента испытуемой трубы 1 к балке 2.The joint work of the beam 2 and the segment of the test pipe 1 was ensured by welding the ends of the segment of the test pipe 1 to the beam 2.

Для исследования характерных дефектов в центральной части исследуемой трубы 1 наносили поверхностный надрез, из которого выращивалась усталостная трещина. Одновременное нагружение парой сил позволяло выявить свойства наиболее слабой зоны, в этом случае изгиб наиболее предпочтителен. В процессе испытаний нагрузка, приложенная к балке 2 и соответственно к сегменту испытуемой трубы 1, поддерживалась постоянной. Вследствие этого общий запас упругой потенциальной энергии поддерживался на уровне, обеспечивающем развитие усталостной трещины. Большой запас потенциальной To study characteristic defects in the central part of the studied pipe 1, a surface incision was made from which a fatigue crack was grown. Simultaneous loading by a pair of forces made it possible to reveal the properties of the weakest zone; in this case, bending is most preferable. During the tests, the load applied to the beam 2 and, accordingly, to the segment of the test pipe 1, was maintained constant. As a result, the total supply of elastic potential energy was maintained at a level that ensured the development of a fatigue crack. Large stock potential

энергии резко сокращает время до растрескивания и увеличивает скорость растрескивания по сравнению с испытаниями при постоянной общей деформации.energy dramatically reduces the time before cracking and increases the speed of cracking compared with tests with constant total deformation.

Использование предлагаемого образца для испытания на механо-коррозионную прочность труб большого диаметра по сравнению с прототипом позволит, при приложении механического усилия, создать в нем напряжения, соответствующие напряжениям реального трубопровода и повысить точность испытания трубы на механо-коррозионную прочность.Using the proposed sample for testing the mechanical corrosion resistance of large diameter pipes in comparison with the prototype will allow, with the application of mechanical force, to create stresses in it that correspond to the stresses of the real pipeline and to increase the accuracy of the mechanical corrosion testing of the pipe.

Claims (2)

1. Образец для испытания труб большого диаметра на механо-коррозионную прочность, состоящий из сегмента испытуемой трубы, концы которого предназначены для нагружения усилиями, направленными по одной оси, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен балкой, соединенной с сегментом испытуемой трубы, нижняя часть которой повторяет кривизну испытуемой трубы, при этом на выпуклой поверхности в центральной части балки, прилегающей к испытуемой трубе, выполнена проточка, длина 1 которой определена по формуле:1. A sample for testing large diameter pipes for mechanical corrosion strength, consisting of a segment of the test pipe, the ends of which are designed for loading by forces directed along one axis, characterized in that it is additionally equipped with a beam connected to the segment of the test pipe, the lower part of which repeats the curvature of the test pipe, while on the convex surface in the Central part of the beam adjacent to the test pipe, a groove is made, the length of 1 of which is determined by the formula:
Figure 00000001
,
Figure 00000001
,
где С1-const=0,0225;where C 1 -const = 0.0225; R - радиус трубы большого диаметра, см;R is the radius of the pipe of large diameter, cm; D - цилиндрическая жесткость испытуемой трубы, кг·см;D is the cylindrical stiffness of the test pipe, kg · cm; Миз доп - допустимый изгибающий момент для испытуемой трубной стали кг·см.M of additional - permissible bending moment for the tested pipe steel kg · cm.
2. Образец для испытания труб по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты балки к толщине сегмента испытуемой трубы составляет 4-6.
Figure 00000002
2. A sample for testing pipes according to claim 1, characterized in that the ratio of the height of the beam to the thickness of the segment of the test pipe is 4-6.
Figure 00000002
RU2006126003/22U 2006-07-17 2006-07-17 SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES RU59826U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006126003/22U RU59826U1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006126003/22U RU59826U1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU59826U1 true RU59826U1 (en) 2006-12-27

Family

ID=37760557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006126003/22U RU59826U1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU59826U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9897523B2 (en) Contact mechanic tests using stylus alignment to probe material properties
US10126201B2 (en) Fatigue testing of a test specimen
US9933346B2 (en) Contact mechanic tests using stylus alignment to probe material properties
CN108982261B (en) Method for obtaining fracture toughness of material by repeatedly loading and unloading spherical pressure head
Minnaar et al. Predictive FEA modeling of pressurized full-scale tests
CN106855482A (en) A kind of test method and device for simulating the abrasion of compliant riser armor interlayer
KR101779453B1 (en) Method for assessing durability of jacket structure for recycling
Roy et al. Enhancing fatigue strength by ultrasonic impact treatment
Lin Characterization of tensile and fracture properties of X52 steel pipes and their girth welds
Morishita et al. Multiaxial fatigue property of Ti–6Al–4V using hollow cylinder specimen under push-pull and cyclic inner pressure loading
Liu et al. Strain-based design and assessment in critical areas of pipeline systems with realistic anomalies
RU59826U1 (en) SAMPLE FOR TESTING FOR MECHANICAL-CORROSION STRENGTH OF LARGE DIAMETER PIPES
Netto et al. Fatigue performance of pre-strained pipes with girth weld defects: Local deformation mechanisms under bending
Kawaguchi et al. Modified equation to predict leak/rupture criteria for axially through-wall notched X80 and X100 linepipes having higher Charpy energy
RU64777U1 (en) SAMPLE FOR TESTING METAL OF PIPES FOR STRENGTH AT TWO-BIAXY STRESSED STATE
CA2916042A1 (en) Contact mechanic tests using stylus alignment to probe material properties
Pick et al. Full scale testing of large diameter pipelines
Papatheocharis et al. Fatigue of welded tubular X-joints in offshore wind platforms
Thibaux et al. Numerical Simulation and Result Interpretation of Large Scale Fatigue Testing of Tubular X-Joint Close to Resonance Frequency
Suzuki et al. Seismic integrity of high-strength pipelines
Höhler et al. Influence of material heterogeneity on the strain capacity of pipelines
RU2174225C2 (en) Pipe strength-test specimen
Morishita et al. Fatigue life of type 316 stainless steel under wide ranged multiaxial loading
RU49263U1 (en) SAMPLE FOR TEST PIPES FOR STRENGTH
Netto et al. Fatigue performance of reeled risers

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090718