УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ Российский патент 2005 года по МПК G01M3/08 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для гидро- и пневмоиспытаний труб на прочность, герметичность, долговечность и другие прочностные испытания.

Известно устройство для испытания труб (Ав. св. 1370470 СССР, опубл. БИ №4, 1988), содержащее установленную шарнирно на опорах с возможностью вращения вокруг продольной оси прямоугольную раму с продольными направляющими, на которых размещена тележка с ложементами, связанные продольными балками две опоры, подвижную и неподвижную заглушки и привод подвижной заглушки, выполненной в виде винтовых пар, гайка которой жестко закреплена на подвижной заглушке, связанной с рамой с возможностью продольного перемещения относительно нее в направлении неподвижной заглушки, последняя установлена на одной из опор, а привод подвижной заглушки - на другой опоре, и гидравлическую систему, соединенную с одной из заглушек.

Недостатком известного устройства для гидравлического испытания труб является ненадежность герметизации испытуемых труб, трудоемкость испытания, большие энергозатраты и время на заполнение испытуемых труб рабочей жидкостью.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является установка для гидравлического испытания труб (Пат. РФ 2150683, МПК G 01 M 3/08, F 17 D 5/02; заявл. 23.03.1998, опубл. 10.06.2000, БИ №16), содержащая устройство с ложементами для укладки труб, раму, опоры, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, привод подвижной заглушки установлен на другой опоре, подвижная заглушка установлена с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, причем устройство с ложементами выполнено в виде горизонтально расположенной цилиндрической емкости с прямоугольным вырезом в верхней части, обеспечивающим возможность опускания и подъема испытываемой трубы, плоские днища емкости по обеим торцам являются опорными и снабжены усилительными элементами, привод подвижной заглушки выполнен в виде трех винтовых пар с шаровыми прижимами, гидравлическая система, связанная с одной из заглушек, содержит коллектор, пресс для создания давления и контрольную арматуру.

Недостатками установки являются невозможность испытания труб большого диаметра из-за возникновения чрезмерно больших усилий на заглушках и прижимах, сложность конструкции, ненадежность винтового привода, большие энергозатраты. Кроме того, установка не предназначена для проведения пневмоиспытаний.

Изобретение решает задачу уменьшения трудоемкости, снижения затрат на материалы и упрощение конструкции.

Указанная задача решается тем, что в установке для испытания труб, содержащей устройство для укладки труб, раму, опоры, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, подвижная заглушка установлена на другой с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, системы привода и создания испытательного давления, согласно изобретению подвижная заглушка снабжена цилиндрической оправой для оболочек вращения, опирающейся на призму, установленную на подвижную опору, один конец оправы выполнен сужающимся, другой конец жестко соединен с подвижной заглушкой, причем оправа имеет размеры, обеспечивающие свободное прохождение ее через испытываемую трубу и сквозное отверстие неподвижной заглушки с образованием замкнутой полости между оправой и испытываемой трубой при помощи уплотнительных элементов, расположенных в подвижной и неподвижной заглушках.

Кроме того, система привода выполнена с возможностью обеспечения перемещения оправы с подвижной заглушкой на всю длину испытываемой трубы вперед и назад по направляющим при помощи тросового, цепного, гидравлического или иного вида привода, причем заглушки, оправа, уплотнительные манжеты, опоры-призмы под испытываемую трубу и опоры под оправу выполнены сменными. Система создания испытательного давления содержит станции заполнения и создания давления рабочей среды - жидкости или газа в замкнутой полости между оправой, испытываемой трубой и заглушками со средствами контроля, при гидроиспытании станция содержит насос или пресс, при пневмоиспытаниях - компрессор и средства обеспечения безопасности проведения работ. Установка установлена с уклоном в сторону неподвижной заглушки для выхода воздуха из системы при заполнении полости между испытываемой трубой и оправой жидкой рабочей средой. Устройство для укладки труб содержит раму, например, с рельсами и отводом, по которому скатывается вниз призма, например, с роликовой опорой по мере вхождения оправы в полость испытываемой трубы.

На фиг.1 представлен общий вид установки в варианте тросового привода, на фиг.2 - система для гидравлических испытаний труб на прочность и схема работы установки.

Установка содержит раму 1 (фиг.1), подвижную опору 2 с подвижной заглушкой 3, снабженной оправой 4 для оболочек вращения, опирающуюся на призму 5 с подвижной роликовой опорой 6, установленные на рельсы 7 с отводом 8, неподвижную опору 9 с неподвижной заглушкой 10 со сквозным отверстием 11, в которую вставляется труба 12, уплотнительные манжеты 13, 14 (не показаны) расположены в неподвижной и подвижной заглушках для уплотнения полости 15, образующейся между оправой 4, испытуемой трубой 12 и заглушками с уплотнениями, система создания испытательного давления 16 снабжена при гидравлических испытаниях (фиг.2) насосом 17, коллектором 18 подачи рабочей среды, прессом 19, манометрами 20, задвижкой 21 и вентилем 22, а при пневмоиспытаниях система содержит компрессор и средства обеспечения безопасности проведения работ (не показано).

Система привода 23 (тросовый вариант) служит для запасовки, удержания испытываемой трубы между заглушками и вытаскивания ее после испытания и содержит лебедку 24 (фиг.1) с тросом 25, направляющие и поворотные блоки 26, 27. Подвижная опора 2 снабжена подвижным упором 28, испытываемая труба на раме опирается на опоры призмы 29, а оправа 4 после выхода из испытываемой трубы опирается на роликоопору 30.

Установка работает следующим образом.

При помощи грузоподъемного механизма испытываемую трубу 12 укладывают вдоль установки на опоры-призмы 29 так, чтобы наружная поверхность испытываемой трубы с одного конца была соосна сквозному отверстию 11 неподвижной заглушки 10 с образованием кольцевого просвета, а второй конец совмещен с наружной поверхностью оправы 4 подвижной заглушки 3 с образованием кольцевого просвета между оправой и внутренней поверхностью трубы. Затем при помощи привода 23 (тросового или любого другого) подвижную заглушку 3 с оправой 4 перемещают в сторону испытываемой трубы 12, например, по рельсам 7 при помощи призмы 5 с подвижной роликовой опорой 6. При этом оправа 4 входит в испытываемую трубу 12, конец испытываемой трубы 12 входит в уплотнение 13, 14 подвижной заглушки 3. При дальнейшем перемещении оправы призма 5 с роликовой опорой 6 скатывается вниз по рельсовому отводу 8, а оправа 4, перемещаясь далее, проходит через сквозное отверстие 11 неподвижной заглушки 10, ложится на роликоопору 30 и движется до упора испытываемой трубы 12 в подвижную заглушку 3 с уплотнением концов испытываемой трубы манжетами 13, 14 с образованием полости 15. При гидравлических испытаниях жидкую рабочую среду насосом 17 по коллектору 18 подают в полость 15 до ее заполнения, что фиксируется выходом воды из вентиля 22, затем включают пресс 19 и создают заданное давление гидроиспытаний, которое выдерживают установленное время.

При пневматических испытаниях газ (воздух) закачивают компрессором в замкнутую полость между оправой и испытываемой трубой до заданного давления испытаний, которое также выдерживают установленное время. Пневматические испытания проводят в защитном сооружении (яма, бункер и т.д.) с соблюдением мер безопасности проведения работ.

По окончании испытаний стравливают давление, вытаскивают испытываемую трубу путем отвода подвижной заглушки 3 с оправой 4 из нее. При помощи грузоподъемного механизма трубу убирают с установки.

Предлагаемая установка более надежна в работе и менее трудоемка в эксплуатации по сравнению с прототипом, так как усилие на заглушках и прижимах значительно меньше, нет необходимости в дополнительном закреплении трубы на призмах. Материалоемкость установки значительно ниже в связи с уменьшением ее веса.

Установка выполнена со сменными заглушками, оправой, опорами-призмами, уплотнительными манжетами, что позволяет использовать ее для испытаний труб различных диаметров.

Установка применима для проведения испытаний на прочность, долговечность, остаточный ресурс, герметичность и на другие виды прочностных испытаний любых оболочек вращения в заводских и полевых условиях.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для проведения испытаний на местах скопления труб, их отбраковки, испытаний барабанов и обечаек.

Изобретение может быть использовано для проведения гидро- и пневмоиспытаний любых оболочек вращения в заводских и полевых условиях. Изобретение направлено на уменьшение трудоемкости и длительности испытаний, снижение материалоемкости и упрощение конструкции. Установка содержит раму, опоры, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, подвижная заглушка установлена на другой с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки и снабжена цилиндрической оправой для оболочек вращения, опирающейся на призму, установленную на подвижную опору, один конец оправы выполнен сужающимся, другой конец жестко соединен с подвижной заглушкой, причем оправа имеет размеры, обеспечивающие свободное прохождение ее через испытываемую трубу и сквозное отверстие неподвижной заглушки с образованием замкнутой полости между оправой и испытываемой трубой при помощи уплотнительных элементов, расположенных в подвижной и неподвижной заглушках. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для испытания труб, содержащая устройство для укладки труб, раму, опоры, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, подвижная заглушка установлена на другой с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, системы привода и создания испытательного давления, отличающаяся тем, что подвижная заглушка снабжена цилиндрической оправой для оболочек вращения, опирающейся на призму, установленную на подвижную опору, один конец оправы выполнен сужающимся, другой конец жестко соединен с подвижной заглушкой, причем оправа имеет размеры, обеспечивающие свободное прохождение ее через испытываемую трубу и сквозное отверстие неподвижной заглушки с образованием замкнутой полости между оправой и испытываемой трубой при помощи уплотнительных элементов, расположенных в подвижной и неподвижной заглушках.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система привода выполнена с возможностью обеспечения перемещения оправы с заглушкой на всю длину испытываемой трубы по направляющим при помощи тросового, цепного, гидравлического или иного вида привода.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что заглушки, оправа, уплотнительные манжеты, опоры-призмы под испытываемую трубу и роликоопоры под оправу выполнены сменными.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит станции заполнения и создания испытательного давления в замкнутой полости между оправой, испытываемой трубой и заглушками со средствами контроля, причем в качестве рабочей среды используют газ, подаваемый компрессором, либо жидкость, подаваемую насосом или прессом.