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 PDFInfo
- 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
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=(hтр+Нδ)/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)
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) |
-
2006
- 2006-07-17 RU RU2006126003/22U patent/RU59826U1/en not_active IP Right Cessation
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 |