Способ испытания на прочность магистрального трубопровода Советский патент 1992 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к испытательным технологиям и может найти применение при испытаниях на прочность магистральных газопроводов.

Один из способов испытания заключается в заполнении полости находящегося в грунте и замкнутого при отрицательной температуре окружающего воздуха трубопровода водой и подъеме ее давления до появления в стенке заданного напряженного состояния металла Однако, не требуя потребления воздуха (что связано с задействованием очень дорогих компрессоров высокого давления) или природного газа (что дорого в связи с его потерей по окончании испытаний), способ экологически вреден, поскольку вода после испытаний не подлежит сливу в реки, а тем более на местность сельскохозяйственного обихода.

Другой способ испытания на прочность заключается в заполнении полости трубопровода, находящегося в грунте, газообразной средой под давлением. Способ лишен отмеченных выше недостатков, однако недостатком его является высокий расход необходимого для испытания газа (воздуха), причем в случае применения природного газа последний теряется в атмосферу.

Целью изобретения является сокращение расхода газообразной среды и повышение надежности.

Для этого в способе испытания на прочность магистрального трубопровода для транспортировки холодного газа, заключающемся в заполнении полости трубопровода, находящегося в грунте, газообразной средой под давлением, перед заполнением полости газообразную среду нагревают, а

V4 О Ю

«а

vj

СА

давление заполнения выбирают из условия создания испытательного напряженного состояния материала стенки трубопровода совместным воздействием уровнем давления и температурным расширением турбопровода. Кроме того, при испытаниях изолированного трубопровода величина превышения температуры при нагреве составляет 60-100% от разности между температурой плавления изоляции трубопровода и температурой укладки последнего в грунт. Также, с целью обеспечения возможности одновременного испытания трубопровода на продольную устойчивость в случае временного транспорта по трубопроводу нагретого газа.с пониженным рабочим давлением, заполнение полости газообразной средой ведут в направлении подачи газа при эксплуатации.

При этом реализуется природный закон о том, что нагретая газообразная среда, помещенная в закрытый объем, создает собственное давление, которое используется взамен части испытательного давления, создаваемой газокомпрессорами на КС или передвижными воздушными компрессорами высокого давления.

Способ реализуется следующим образом.

Перед заполнением полости трубопровода газообразной средой последнюю нагревают на величину перепада температур между температурой появления плавления изоляции газопровода и температурой замыкания последнего при строительстве, а само заполнение ведут до давления, определяемого из условия совместного формирования заданного {предельно допустимого) напряженного состояния материала стенки (эквивалентного 110%-ному давлению рзбочей эксплуатации) этим уровнем давления и этим температурным перепадом.

Пример. Испытывается газопровод диаметром 1020 мм с толщиной стенки 12 мм. Необходимое испытательное давление согласно СНиП для холодной испытательной газообразной среды составляет ,1 х х ,5 эти.

Согласно изобретению эквивалентное испытательное давление определяется по следующей эмпирической формуле:

рЦоЛЭРзкв + 0,246(ЛТ)Р3ко+ 0.348 (ДТ,

где AT Ti-T2 60-(-20)80°,

где Ti - температура плавления лентовой

изоляции газопровода,

Та - температура, при которой газопровод уложен в траншею и замкнут в стыках между 2-5 километровыми участками. Расчетом получено: ,0 эти. Таким образом, испытательной средой для получения заданного напряженного состояния стенки трубопровода является газообразная среда, имеющая давление 63,0 ати (вместо 82,5 эти), нагретая до 80°С.

Возможные значения эквивалентных испытательных давлений в зависимости от различных перепадов температур, рассчитанных согласно указанной эмпирической формуле, приведены в таблице. Из нее следует. Что уменьшение расхода газообразной среды имеет место во всех случаях его подогрева, причем тем большее, чем выше абсолютная величина перепада. Из таблицы следует, учитывая первую ее строку, что эффект достигается в диапазоне 60-100% исследованного перепада.

Хотя одной из границ перепада температур является температура плавления изоляции, повреждение последней не возпикает, поскольку трубопровод находится в грунте, не имеющем этой температуры и служит охладителем.

Если трубопровод на начальном этапе

эксплуатируется в режиме перекачки газообразной среды с пониженным до эквивалентного давлением, но с подогревом температур, указанных во второй строке таблицы, то он оказывается сопутствующе

испытанным не только на прочность и герметичность, но и на устойчивость стенки. Чтобы эти испытания произошли, достаточно, чтобы заполнение полости трубопровода испытательной средой велось в

направлении подачи газообразной среды при эксплуатации. В этом случае напряжения сжатия от расширения металла развиваются в том же направлении, «то и при эксплуатации.

Формула изобретения

1. Способ испытания на прочность магистрального трубопровода для транспор0 тировки холодного газа путем заполнения полости трубопровода, находящегося в грунте, газообразной средой под давлением, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения расхода газообразной среды и

5 повышения надежности, перед заполнением полости трубопровода газообразную среду нагревают, а давление заполнения выбирают из условия создания испытательного напряженного состояния материала

стенки трубопровода совместным воздействием уровнем давления и температурным расширением трубопровода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при испытаниях изолированного трубопровода величина повышения температуры при нагреве составляет 60-100% от разности между температурой плавления изоляции трубопровода и температурой укладки последнего в грунт.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного испытания трубопровода на продольную устойчивость в случае временного транспорта по трубопроводу нагретого газа с пониженным рабочим давлением, заполнение полости газообразной средой ведут в направлении подачи газа при эксплуатации.

Изобретение относится к испытанию на прочность изолированных магистральных трубопроводов для транспортировки холодного газа и позволяет сократить расход газообразной среды путем уменьшения уровня создаваемого в полости давления и повысить надежность испытаний. Заполняют полость находящегося в грунте и уложенного в грунт при отрицательной температуре окружающего воздуха изолированного трубопровода газообразной средой до появления в его стенке заданного напряженного состояния металла. Заполнению полости средой предшествует ее нагрев на величину 60-100% от разности между температурой плавления изоляции трубопровода и температурой укладки последнего в грунт, а заполнение ведут до давления определенного из условия создания испытательного напряженного состояния материала стенки совместным воздействием уровнем давления и температурным расширением трубопровода. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л С

Величины эквивалентных испытательных давлений