Устройство для испытания труб на изгиб в условиях внутреннего давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(51) С 01 Х 3/109 3/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 10 о-исследовародных газов Харитомагистральных Недра", 1978,тельство СССР3/00, 1962 ДЛЯ ИСПЫТАНИЯВИЯХ ВНУТРЕННЕщее две скользя"нные на них ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИ(71) Всесоюзный научтельский институт пр(54)(57) УСТРОЙСТВОТРУБ НА ИЗГИБ В УСЛОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащие опоры, установле 80 1145271 трубчатые державки для крепленияиспытуемой трубы, соединенную сними систему подачи и вывода испытательной среды и прикрепленныек державкам симметрично расположен"ные относительно опор нагружающиеприспособления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения технологических возможностейпутем обеспечения испытаний нациклический изгиб при периодическомподъеме и сбросе давления, нагружающие приспособления выполнены ввиде навесных грузов, а устройствоснабжено опорами регулируемой высоты, установленными между навеснымигрузами и предназначенными для ограничения прогиба трубы.11452Изобретение относится к испытательной технике, а именно к исследованиям напряженно-деформированного состояния труб при циклическом изгибе в условиях внутреннего давления, которое испытывают трубопроводы магистральных газонефтепроводов в условиях эксплуатации при потере продольной устойчивости.Известно устройство для испыта ния труб на воздействие внутреннего давления, содержащее заглушки и систему подачи испытательной средь Г 13Однако данное устройство не поз воляет испытывать трубы на циклический изгиб.Наиболее близким к изобретению явлчется устройство для испытания труб на изгиб в условиях внутренне го давления, содержащее две скользящие опоры, установленные на них трубчатые державки для крепления испытуе:.:ой трубы, соединенную с ними систему подачи и вывода испытатель ной среды и прикрепленные к державк:.:имметрично расположенные относительно опор нагружающие приспо соблеция, вьйолненные в виде гидро- . цилиндров 30Недостатком этого устройства является невозможность проведения испытаний на свободный циклический изгиб, возникающий при периодическом подъеме и сбросе давления среды. Зто обусловлено тем, что гидро- цилиндры не обеспечивают постояннойо нагрузки на трубопровод, так как прн подъеме давления в трубе при закрепленном поршне они препятствуют вытягиганию трубопроводной плети, а при свободно перемещающемся поршне будет изменяться объем полости над поршнем, а следовательно, и нагрузка на трубу. Для сохранения постоян ной нагрузки потребовалось бы использовать специальную систему управления, которая неоправданно усложнила бы устройство. 50Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения испытаний на циклический изгиб при периодическом подъеме и сбросе давления,1 оставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания "труб на изгиб в условиях внутреннего давления, содержащем две скользящие 71 2опоры, установленные на них трубчатые державки для крепления испытуемой трубы, соединенную с ними систему подачи и вывода испытательной среды и прикрепленные к державкам симметрично расположенные относительно опор нагружающие приспособления, последние выполнены в виде навесных грузов, а устройство снабжено опорами регулируемой высоты, установленными между навесиыми грузами и предназначенными для ограничения прогиба трубы.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит трубчатые державки 1 и 2, установленные на скользящих опорах 3 и 4 и образующие с приваренной к ним испытуемлй трубой 5 трубопроводнуюплеть, Оба конца трубопроводной плети заглушены, Для создания изгибающего усилия на державках 1 и 2 установлены навесные грузы 6 и 7 симметрично относительно опор 3 и 4, а в средней части размещеныопоры 8 и 9 регулируемой высоты например с, домкратами или подкладКами для ограничения прогиба трубопроводной плети.Система подачи и вывода испытательной жидкости выполнена в виде насоса 10 с нагнетательной и всасывающей линиями 11 и ,12. Высоконапорный насос 13 соединен с нагнетательной линией 11 и имеет байпасную линию 14 для регулировки величины давления в трубопроводной плети и обеспечения его стабильности. Для сохранения части исцытательной жидкости при вырезке и вварке испытуемой трубы и ускореня слива и заправки испытуемой трубы на концах трубчатых державок 1 и 2 имеются сплошные металлические перегородки 15 и 16 и байпасные лиитто 17 и 18, сообщающие полости державок 1 и 2 и испытуемой трубы 5. 1 туцеры 19, 20 и 21 служат для выпуска воздуха при заполнении указанныхполостей жидкостью, а штуцеры 22, 23 и 24 для слива жидкости.На нагнетательнойлинии 11 устаФ новлен подогреватель 25 жидкости.Обводные нагнетатЕльная и всасывающая линии 26 и 27 служат для автономного заполнения испытуемой трубы и обеспечения циркуляции по ней нагретой жидкости.Составитель Л. ОвсянниковаТехред С.йовжий И, Эрдейи Редактор И. Петрова Заказ 1163/32 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Ибсква, Ж, Раушская наб., д. 4 Сфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 3 1Устройство работает следующим образом.Испытуемую трубу 5 с предваритель. но наклеенными на нее тензодатчиками (не показаны) приваривают к трубчатым державкам 1 и 2, заполняют полости трубопроводной плети жидкостью с помощью насоса 10, затем навешивают грузы 6 и, 7 и с помощью домкратов или прокладок на опорах 8 и 9 ограничивают прогиб плети величиной, соответствующей заданному значению продольных напряжений. Затем поднимают давление в плети с помощью высоконапорного насоса 13, при этом увеличиваются продольные силы, действующие на заглушки, плеть выгягивается и ее прогиб уменьшается. При сбросе давления плеть приходит в исходное состояние.Периодический подъем и сброс давления позволяет имитировать малоцикловые колебания, возникающие в процессе эксплуатации трубопроводов при потере ими устойчивости, при этом навесные грузы 6 и 7 в сочетании с опорами 8 и 9 регулируемой высоты обеспечивают постоянную заданную поперечную нагрузку на трубу 5Использование опор 8 и 9 в качестве ограничителей прогиба позволяет не допустить возникновения одноосных пластических деформаций в металле труб при нагружении плети грузами. При этом опоры 8 и 9 вос. - примут на себя часть нагрузки, создаваемой грузами, а при последующем нагружении плети давлением грузы 6 и 7 внесут вклад в определенное сочетание двухосного напряженно-деформированного состояния . Также с помощью опор 8 и 9 регулируемой высоты представляется возможным создать при нагружении плети грузами определенные одноосные пластические деформации в металле труб, а затем при нагружении давле 145271 4кием создать двухосные напряженнодеформированные состояния при наличии указанных пластических деформаций.5 Испытания проводят при различных величинах прогиба плети. Впроцессе испытаний измеряют параметры напряженного состояния трубы 5с помощью бензодатчиков, а также10 проводят оценку усталостной прочности металла труб и сварных соединений в зависимости от числа цикловнагружения с помощью неразрушающихметодов контроля. После вырезки15 трубы 5 проводят металлографическиеисследования,Предлагаемое устройство можноиспользовать также для тарировки отрабатываемых приборов контролянапряженного состояния. При этом из"мерения проводят в несколько этапов:на трубопроводной плети, установленной на опоры, без грузов и жидкости;на трубопроводной плети послеустановки на ней грузов;на трубопроводной плети послезаполнения ее жидкостью;на трубопроводной плети после установления соответствующей темпера-,туры жидкости при различных давлениях. Как при испытаниях, так и при тарировке приборов измерения напряжений проводят в нескольких сечениях трубопроводной плети. В каждом сечении замеры проводят в нескольких точках по окружности.Исследования, проведенные на предлагаемом устройстве, позволяют отработать приборы контроля напряженного состояния магистральных газонефтепроводов, использование которых уменьшит число аварий, снизит потери газа и нефтепродуктов от аварий, а также затраты на ремонтно- восстановительные работы.