RU2467299C1 - Method of hydraulic impact test and rehabilitation of pipeline, which is implemented during its increased pressure loading in field conditions - Google Patents
Method of hydraulic impact test and rehabilitation of pipeline, which is implemented during its increased pressure loading in field conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467299C1 RU2467299C1 RU2011118947/28A RU2011118947A RU2467299C1 RU 2467299 C1 RU2467299 C1 RU 2467299C1 RU 2011118947/28 A RU2011118947/28 A RU 2011118947/28A RU 2011118947 A RU2011118947 A RU 2011118947A RU 2467299 C1 RU2467299 C1 RU 2467299C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- pipe
- pipeline
- pipeline section
- pipes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к технологии испытаний трубопроводов, и направлено на повышение эффективности строительства и/или капитального ремонта трубопровода за счет оптимизации использования имеющихся труб. Согласно изобретению способ включает в себя нагружение участка трубопровода, состоящего как из новых труб, так и труб с незначительными трещиноподобными дефектами, ударным давлением в упругопластической зоне деформирования методом стресс-теста, последующий сброс давления со скоростью, превышающей скорость подъема давления. При сбросе давления в дефектных зонах металла труб создают напряжения сжатия, препятствующие дальнейшему росту трещин. Критерии и условия отбора труб для их реабилитации и параметры гидравлического испытания на удар участка трубопровода определяют расчетным путем.The invention relates to the field of testing equipment, in particular to the technology of testing pipelines, and is aimed at improving the efficiency of construction and / or overhaul of the pipeline by optimizing the use of existing pipes. According to the invention, the method includes loading a section of a pipeline consisting of both new pipes and pipes with minor crack-like defects, impact pressure in the elastoplastic deformation zone by the stress test method, subsequent pressure relief at a speed exceeding the pressure rise rate. When the pressure is released in the defective zones of the pipe metal, compression stresses are created that prevent further crack growth. Criteria and conditions for the selection of pipes for their rehabilitation and the parameters of the hydraulic shock test of a section of the pipeline are determined by calculation.
Изобретение относится к транспорту газа, нефти, нефтепродуктов по магистральным газопроводам, нефтепроводам и нефтепродуктопроводам, может быть использовано при гидравлических испытаниях повышенным давлением трубопроводов, включающих как линейные участки магистральных трубопроводов, так и системы технологических трубопроводов-обвязок компрессорных или насосных станций магистральных трубопроводов.The invention relates to the transport of gas, oil, oil products through gas pipelines, oil pipelines and oil pipelines, can be used in hydraulic tests with increased pressure of pipelines, including both linear sections of main pipelines, and piping systems of compressor or pumping stations of main pipelines.
При испытании новых трубопроводов выявляются заводские дефекты и дефекты монтажа, а в процессе эксплуатации может происходить изменение свойств металла труб и развитие микродефектов вплоть до образования трещин критических размеров, что увеличивает вероятность возникновения аварийных ситуаций на трубопроводах.When testing new pipelines, factory defects and installation defects are detected, and during operation, the properties of the metal of the pipes and the development of microdefects can occur up to the formation of cracks of critical dimensions, which increases the likelihood of emergency situations on the pipelines.
Для предотвращения аварийных разрушений трубопроводов в процессе эксплуатации осуществляют их обследование, производят комплексную оценку технического состояния труб, ремонт и реабилитацию трубопроводов.To prevent accidental destruction of pipelines during operation, they are examined, a comprehensive assessment of the technical condition of the pipes, repair and rehabilitation of the pipelines is carried out.
Известен способ гидравлического испытания трубопровода, основанный на нагнетании воды перекачивающей установкой из источника в испытываемый трубопровод с давлением, равным давлению в источнике, с последующим подъемом давления до заданной величины и регистрацией расхода, температуры и давления воды [Инструкция VD TÜV 1051 «Гидроиспытания трубопроводов подземной прокладки методом измерения давления», с. 2-8, Изд. «Союз технического надзора Германии», 10.3834б, 4300, г.Эссен 1, 1980]. Указанный способ обеспечивает нагружение повышенным давлением трубопровода от давления, равного давлению в источнике, до давления, соответствующего напряжению растяжения, равному 95% от гарантированного минимального предела текучести в направлении по окружности трубы. Недостатком такого способа является то, что указанный способ не определяет механических свойств металла труб и не учитывает напряженно-деформированное состояние трубопровода при его нагружении давлением в упругопластической зоне деформирования труб до давления, вызывающего начало пластической деформации каждой трубы испытываемого трубопровода. По этим причинам указанный способ не учитывает динамику изменения давления и расхода воды при прохождении ударной волны вдоль трубопровода, что не позволяет определить параметры для его реабилитации.A known method of hydraulic testing of a pipeline, based on the injection of water by a pumping unit from a source into a test pipeline with a pressure equal to the pressure in the source, followed by a rise in pressure to a predetermined value and recording flow, temperature and water pressure [Instruction VD TÜV 1051 “Hydraulic testing of underground pipelines method of measuring pressure ”, p. 2-8, Ed. “German Technical Supervision Union”, 10.3834b, 4300, Essen 1, 1980]. The specified method provides loading with increased pressure of the pipeline from a pressure equal to the pressure in the source to a pressure corresponding to a tensile stress equal to 95% of the guaranteed minimum yield strength in the direction around the circumference of the pipe. The disadvantage of this method is that this method does not determine the mechanical properties of the pipe metal and does not take into account the stress-strain state of the pipeline when it is loaded with pressure in the elastoplastic zone of pipe deformation to a pressure that causes the onset of plastic deformation of each pipe of the tested pipeline. For these reasons, this method does not take into account the dynamics of pressure and water flow during the passage of the shock wave along the pipeline, which does not allow to determine the parameters for its rehabilitation.
Также известен способ гидравлического испытания и реабилитации трубопровода в полевых условиях, включающий нагнетание воды перекачивающей установкой из источника в трубопровод с давлением, равным давлению в источнике, с последующим подъемом давления до заданной величины, регистрацией расхода, температуры и давления [патент RU №2296310].Also known is a method of hydraulic testing and rehabilitation of a pipeline in the field, including pumping water from a source into a pipeline with a pressure equal to the pressure in the source, followed by a rise in pressure to a predetermined value, recording flow, temperature and pressure [RU patent No. 2296310].
Недостатком такого способа является то, что способ не предусматривает нагружение труб ударным давлением в зависимости от скачка расхода при прохождении ударной волны вдоль трубопровода, что исключает возможность оценки несущей способности трубопровода и определения параметров испытания для реабилитации трубопровода.The disadvantage of this method is that the method does not provide for loading the pipes with shock pressure depending on the flow rate during the passage of the shock wave along the pipeline, which excludes the possibility of assessing the carrying capacity of the pipeline and determining test parameters for rehabilitation of the pipeline.
Наиболее близким к предлагаемому способу гидравлического испытания и реабилитации трубопровода, осуществляемому при его нагружении повышенным давлением в полевых условиях, по технической сущности и достигаемому результату является способ гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода, осуществляемый при его нагружении повышенным давлением в полевых условиях, основанный на нагнетании воды перекачивающей установкой из источника в трубопровод с давлением, равным давлению в источнике с последующим подъемом давления до заданной величины и регистрацией расхода, температуры, давления воды, заключающийся в том, что участок трубопровода выбирают неразрушающими методами контроля, рассчитывают показатели механических свойств труб с учетом напряженно-деформированного состояния участка трубопровода, определяют параметры его нагружения повышенным давлением и отделяют камерами или заглушками от трубопровода, в полость участка трубопровода нагнетают воду и производят его испытание повышенным давлением и реабилитацию труб с трещиноподобными дефектами [патент RU №2324160].Closest to the proposed method of hydraulic testing and rehabilitation of the pipeline, carried out when it is loaded with high pressure in the field, the technical essence and the achieved result is a method of hydraulic testing for shock and rehabilitation of the pipeline, carried out when it is loaded with high pressure in the field, based on injection water pumping installation from the source to the pipeline with a pressure equal to the pressure in the source, followed by a rise in pressure to a predetermined value and recording the flow rate, temperature, water pressure, which consists in the fact that the pipeline section is selected by non-destructive testing methods, the mechanical properties of the pipes are calculated taking into account the stress-strain state of the pipeline section, the parameters of its loading with increased pressure are determined and separated by chambers or plugs from the pipeline , water is pumped into the cavity of the pipeline section and tested with high pressure and rehabilitation of pipes with crack-like defects [pat EN RU No. 2324160].
Недостатком такого способа является то, что способ не предусматривает ступенчатый подъем давления с последующим сбросом давления, осуществляемым с заданной скоростью для создания напряжения сжатия, препятствующего дальнейшему росту трещин в дефектных зонах металла труб, а также не учитывает изменение давления при распространении ударной волны вдоль участка трубопровода. В основу изобретения положена задача повышения эффективности строительства и/или капитальных ремонтов трубопроводов за счет:The disadvantage of this method is that the method does not provide for a stepwise pressure increase followed by a pressure release carried out at a given speed to create a compression stress that prevents further growth of cracks in the defective zones of the pipe metal, and also does not take into account the pressure change during the propagation of a shock wave along the pipeline section . The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of construction and / or capital repairs of pipelines due to:
- реабилитации и оптимального использования имеющихся труб с незначительными трещиноподобными дефектами путем их нагружения ударным давлением воды в упругопластической зоне деформирования с последующим сбросом давления со скоростью, превышающей скорость подъема давления, что позволяет создать в дефектных зонах металла труб напряжения сжатия, препятствующие дальнейшему росту трещин;- rehabilitation and optimal use of existing pipes with minor crack-like defects by loading them with water shock pressure in the elastoplastic deformation zone, followed by pressure release at a speed exceeding the pressure rise rate, which allows compressive stresses to be created in the defective zones of the pipe metal to prevent further crack growth;
- определения размеров дефектов и с их учетом оценки условий для реабилитации труб;- determination of the size of defects and, taking into account, the assessment of conditions for the rehabilitation of pipes;
- учета величин скачков расхода и скачков давления при прохождении ударной волны вдоль участка трубопровода при определении действующих напряжений и деформаций в трубах.- taking into account the values of flow jumps and pressure surges during the passage of the shock wave along the pipeline section when determining the effective stresses and strains in the pipes.
Поставленные задачи достигаются тем, что в способе гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода, осуществляемом при его нагружении повышенным давлением в полевых условиях, основанном на нагнетании воды перекачивающей установкой из источника в участок трубопровода с давлением, равным давлению в источнике с последующим подъемом давления до заданной величины и регистрацией расхода, температуры, давления воды, заключающемся в том, что участок трубопровода выбирают неразрушающими методами контроля, рассчитывают показатели механических свойств труб с учетом напряженно-деформированного состояния участка трубопровода, определяют параметры его нагружения повышенным давлением и отделяют камерами или заглушками от трубопровода, в полость участка трубопровода нагнетают воду и производят его испытания повышенным давлением и реабилитацию труб с трещиноподобными дефектами, согласно изобретению первоначально при заполнении водой из участка трубопровода удаляют воздух и участок трубопровода нагружают ударным давлением в упругопластической зоне деформирования труб методом стресс-теста, включающим ступенчатый подъем давления, осуществляемый с заданной скоростью и через заданные интервалы давления до величины давления, вызывающего в металле труб напряжения растяжения в окружном направлении до 110% от нормативного предела текучести, и последующий сброс давления со скоростью, превышающей скорость подъема давления, причем при сбросе давления в дефектных зонах металла труб создают напряжения сжатия, препятствующие дальнейшему росту трещин, и после достижения заданной величины остаточной деформации металла труб гидравлические испытания участка трубопровода на удар и его реабилитацию завершают.The objectives are achieved in that in the method of hydraulic impact testing and rehabilitation of the pipeline, carried out when it is loaded with high pressure in the field, based on the injection of water by the pumping unit from the source to the pipeline section with a pressure equal to the pressure in the source, followed by a rise in pressure to a predetermined values and registration of flow, temperature, water pressure, which consists in the fact that the pipeline section is selected by non-destructive testing methods, the indicator is calculated whether the mechanical properties of the pipes, taking into account the stress-strain state of the pipeline section, determine the parameters of its loading with increased pressure and are separated by chambers or plugs from the pipeline, water is pumped into the cavity of the pipeline section and tested by increased pressure and rehabilitation of pipes with crack-like defects, according to the invention, initially when filled with water, the air is removed from the pipeline section and the pipeline section is loaded with shock pressure in the elastoplastic deformation zone pipes by the stress test method, which includes a stepwise pressure increase carried out at a given speed and at predetermined pressure intervals to the pressure value causing tensile stress in the pipe metal in the circumferential direction up to 110% of the standard yield strength, and subsequent pressure release at a speed exceeding the rate of pressure rise, and when the pressure is released in the defective zones of the pipe metal, they create compression stresses that prevent further crack growth, and after reaching the specified value of the residual pipe metal formations hydraulic tests of the pipeline section for impact and its rehabilitation are completed.
После выбора испытательного участка трубопровода неразрушающими методами контроля для каждой трубы, имеющей трещиноподобные дефекты, по заданному алгоритму определяют размеры дефектов и с их учетом для каждой трубы в участке трубопровода рассчитывают фактические разрушающие нагрузки и соответствующие этим нагрузкам минимальное испытательное давление и максимальное испытательное давление, создающие в стенках труб напряжения растяжения в окружном направлении от 85% до 110% от предела текучести металла труб, и в процессе гидравлического испытания при заполнении водой в участке трубопровода поднимают давление до величины, равной минимальному испытательному давлению, с последующим добавлением воды в объеме, необходимом для упругопластического деформирования труб при сохранении заданного гарантированного запаса пластичности, причем условие отбора труб для реабилитации определяют по формулеAfter selecting a test section of the pipeline by non-destructive testing methods for each pipe with crack-like defects, the size of the defects is determined by the given algorithm and, taking into account each pipe in the pipeline section, the actual destructive loads and the corresponding minimum test pressure and maximum test pressure, which create the walls of the pipes tensile stress in the circumferential direction from 85% to 110% of the yield strength of the metal pipes, and in the process of hydraulic tests when filled with water at the site of pipeline pressure is raised to a value equal to the minimum test pressure, followed by addition of water to the extent necessary for an elastoplastic deformation tubes while maintaining a predetermined guaranteed reserve plasticity, wherein the selection condition for pipe rehabilitation determined by the formula
где σT - нормативный предел текучести металла трубы, МПа;where σ T is the standard yield strength of the pipe metal, MPa;
- относительное давление в трубе с номером i (i=1,2,3,…n); - relative pressure in the pipe with number i (i = 1,2,3, ... n);
Pi - абсолютное давление в трубе, МПа;P i - absolute pressure in the pipe, MPa;
Pвx - давление на входе в участок трубопровода, МПа;P in - pressure at the inlet to the pipeline section, MPa;
Р100%σ - давление, соответствующее нормативному пределу текучести металла трубы, МПа;P 100% σ is the pressure corresponding to the standard yield strength of the pipe metal, MPa;
- относительное расстояние до трубы; - relative distance to the pipe;
xi - продольная координата участка трубопровода, м;x i is the longitudinal coordinate of the pipeline section, m;
L - общая протяженность участка трубопровода, м;L is the total length of the pipeline section, m;
- относительное время испытаний; - relative test time;
ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
τ - время испытаний, с;τ is the test time, s;
S - толщина стенки трубы, мм;S is the wall thickness of the pipe, mm;
Kf - коэффициент ослабления трубы;K f - coefficient of attenuation of the pipe;
Di - наружный диаметр трубы, мм;D i - the outer diameter of the pipe, mm;
i - порядковый номер трубы.i - serial number of the pipe.
Предварительно до начала гидравлических испытаний рассчитывают характеристики работы перекачивающей установки и участка трубопровода при распространении ударной волны в трубах вдоль участка трубопровода, для каждой трубы устанавливают соответствующее ударным давлениям соотношение между скоростью подъема давления, пропорциональной скорости растяжения металла труб, и скоростью сброса давления, пропорциональной скорости сжатия металла труб, а величины ударных давлений и скачков расхода в трубах за фронтом ударной волны определяют по формуле Previously, before the start of hydraulic tests, the pumping unit and the pipeline section work characteristics are calculated when the shock wave propagates in the pipes along the pipeline section, the ratio between the pressure rise rate proportional to the tensile speed of the pipe metal and the pressure relief proportional to the compression rate is set for each pipe metal pipes, and the magnitude of the shock pressure and flow rate jumps in the pipes behind the front of the shock wave is determined of formula
где - относительное давление в трубе с номером i (i=1,2,3,…n);Where - relative pressure in the pipe with number i (i = 1,2,3, ... n);
ρ - плотность воды, кг/м3;ρ is the density of water, kg / m 3 ;
ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
с - скорость распространения ударной волны, м/с;C is the shock wave propagation velocity, m / s;
g - ускорение свободного падения, м/с2;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
Pвх - давление на входе в участок трубопровода, МПа;P I - pressure at the inlet to the pipeline section, MPa;
α, β - аппроксимирующие коэффициенты: α, β - approximating coefficients:
λ - коэффициент гидравлического сопротивления участка трубопровода;λ is the coefficient of hydraulic resistance of the pipeline section;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;D VN - inner diameter of the pipe, mm;
xi - продольная координата участка трубопровода, м;x i is the longitudinal coordinate of the pipeline section, m;
L - общая протяженность участка трубопровода, м;L is the total length of the pipeline section, m;
Δh - разность высотных отметок на участке трубопровода, м.Δh is the difference in elevations in the pipeline section, m
Условия эксплуатации трубопроводов, имеющих длительную наработку и трещиноподобные дефекты, связанные с коррозией, утонением стенки труб, напряженно-деформированным состоянием, изменением механических свойств металла труб под воздействием эксплуатационных нагрузок, не дают возможность с заданной периодичностью и в нужных объемах контролировать изменение во времени механических свойств металла труб, их геометрии, поэтому принятая в изобретении физическая модель нагружения трубопровода при его гидравлическом испытании на удар основана на том, что, изменяя объем закачиваемой в трубопровод воды пропорционально приращению давления, в стенках труб, при прохождении ударной волны вдоль трубопровода, создаются деформации, пропорциональные напряжениям. И поскольку метод гидравлических испытаний при реабилитации трубопровода связан с напорной средой, а стресс-тест осуществляется в упругопластической зоне деформирования труб, то именно закономерности изменения параметров напорной среды и определяют уровень и распределение напряжений в трубах.The operating conditions of pipelines with long operating hours and crack-like defects associated with corrosion, thinning of the pipe wall, stress-strain state, change in the mechanical properties of the metal of the pipes under the influence of operational loads do not allow controlling the change in the mechanical properties over time with the specified frequency and in the required volumes metal pipes, their geometry, therefore, the physical model of loading the pipeline adopted in the invention during its hydraulic impact test ana on the fact that by changing the volume of water injected into the conduit proportional to the increment of the pressure in the pipe walls, the passage of the shock wave along the pipeline, creates deformation proportional voltages. And since the method of hydraulic tests during the rehabilitation of the pipeline is connected with the pressure medium, and the stress test is carried out in the elastoplastic zone of pipe deformation, it is the patterns of pressure parameters that determine the level and distribution of stresses in the pipes.
Поэтому при распределении труб и соединительных деталей трубопроводов, имеющих трещиноподобные дефекты, по категориям ремонтов, согласно изобретению для реабилитации отбирают трубы, имеющие дефекты, дальнейшее развитие которых можно остановить путем стресс-тестовых испытаний труб под действием ударных давлений, создающих в дефектных зонах металла труб кольцевые напряжения от 85% предела текучести металла в нижней точке трубопровода до 110% предела текучести металла труб в верхней точке трубопровода.Therefore, when distributing pipes and connecting parts of pipelines having crack-like defects according to the categories of repairs, according to the invention, pipes having defects are selected for rehabilitation, the further development of which can be stopped by stress test tests of pipes under the influence of shock pressures, creating ring rings in the defective zones of the metal of the pipes stresses from 85% of the yield strength of the metal at the lower point of the pipeline to 110% of the yield strength of the metal of the pipes at the upper point of the pipeline.
На фигуре 1 представлена схема двухосного напряженно-деформированного состояния трубопровода диаметром Di с толщиной стенки S под действием внутреннего давления Р. На фигуре 1 приняты следующие условные обозначения: σк - кольцевые напряжения; σа - продольные напряжения; ξк - относительная деформация в окружном направлении; ξп - относительная деформация в осевом направлении; а - длина трещины; в - глубина трещины; Di - наружный диаметр трубы; S - толщина стенки трубы.The figure 1 presents a diagram of a biaxial stress-strain state of a pipeline with a diameter of D i with a wall thickness S under the influence of internal pressure R. The following conventions are used in figure 1: σ к - ring stresses; σ a - longitudinal stresses; ξ to - relative deformation in the circumferential direction; ξ p - relative deformation in the axial direction; a is the length of the crack; in - the depth of the crack; D i is the outer diameter of the pipe; S is the wall thickness of the pipe.
Для трубопровода подземной прокладки (ξn=0, σп=µσt) связь между деформацией и напряжением представили в виде For an underground pipeline (ξ n = 0, σ p = µσ t ), the relationship between deformation and stress was presented as
где µ - коэффициент Пуассона;where µ is the Poisson's ratio;
Е - модуль упругости стали, МПа;E - modulus of elasticity of steel, MPa;
ξк - относительная деформация в окружном направлении, %;ξ к - relative deformation in the circumferential direction,%;
σк - кольцевые напряжения, МПа.σ to - ring stress, MPa.
Для определения кольцевых напряжений σк, возникающих в стенке трубы, имеющей дефекты в виде трещины длиной а (мм) и глубиной в (мм), под действием внутреннего давления Р, применили известную котельную формулу в виде To determine the annular stresses σ k arising in the wall of a pipe having defects in the form of a crack with a length of a (mm) and a depth of (mm) under the influence of internal pressure P, the well-known boiler formula was used in the form
где σк - кольцевые напряжения, МПа;where σ to - ring stress, MPa;
Р100%σ - давление, соответствующее нормативному пределу текучести металла трубы, МПа;P 100% σ is the pressure corresponding to the standard yield strength of the pipe metal, MPa;
S - толщина стенки трубы, мм;S is the wall thickness of the pipe, mm;
Kf - коэффициент ослабления трубы;K f - coefficient of attenuation of the pipe;
а - длина трещины, мм;a is the length of the crack, mm;
в - глубина трещины, мм;in - the depth of the crack, mm;
Di - наружный диаметр трубы, мм;D i - the outer diameter of the pipe, mm;
i - номер трубы.i is the pipe number.
С учетом формул 1, 4, а также распределения давлений по длине участка трубопровода и времени распространения ударной волны в процессе гидравлических испытаний участка трубопровода, с обеих сторон ограниченного заглушками или камерами, условия отбора труб, имеющих трещиноподобные дефекты, для реабилитации в изобретении представили в виде соотношения Taking into
где σT - нормативный предел текучести металла труб, МПа;where σ T is the standard yield strength of metal pipes, MPa;
- относительное давление в трубе с номером i; - relative pressure in the pipe with number i;
- относительное расстояние до трубы (отношение расстояния от начала участка до трубы с номером i трубопровода к общей протяженности участка трубопровода); - the relative distance to the pipe (the ratio of the distance from the beginning of the section to the pipe with number i of the pipeline to the total length of the pipeline section);
xi - продольная координата участка трубопровода, м;x i is the longitudinal coordinate of the pipeline section, m;
- относительное время испытаний (отношение произведения скорости воды в нагнетательном трубопроводе на время к общей протяженности участка трубопровода); - relative test time (the ratio of the product of the water velocity in the injection pipeline by the time to the total length of the pipeline section);
S - толщина стенки трубы, мм;S is the wall thickness of the pipe, mm;
Kf - коэффициент ослабления трубы;K f - coefficient of attenuation of the pipe;
Di - наружный диаметр трубы, мм;D i - the outer diameter of the pipe, mm;
i - порядковый номер трубы.i - serial number of the pipe.
Относительное давление в трубе в момент времени прохождения ударной волны вдоль участка трубопровода, ограниченного заглушками или камерами, зависит от изменения расхода воды на «левой» и «правой» границах участка трубопровода в начале процесса заполнения его водой, то есть в момент гидравлического удара с максимальной величиной ударного давления. Скачок расхода на «правой» границе участка трубопровода длиной L при распространении возмущений в воде со скоростью С приведет к изменению расхода на «левой» границе q(0, t) в момент времени =1, где .Pipe relative pressure at the time of passage of the shock wave along the pipeline section, limited by plugs or chambers, depends on the change in water flow at the “left” and “right” boundaries of the pipeline section at the beginning of the process of filling it with water, that is, at the time of the hydraulic shock with the maximum value of the shock pressure. A jump in the flow rate at the “right” boundary of a pipeline section of length L during the propagation of disturbances in water at a speed C will lead to a change in flow rate at the “left” border q (0, t) at a time = 1, where .
При этом в соответствии с формулой Н.Е.Жуковского скачок давления |Р| и скачок расхода |q| связаны соотношением Moreover, in accordance with the formula of N.E. Zhukovsky, the pressure jump | P | and flow rate jump | q | are related by
где Рi - скачок давления в трубе с номером i, МПа;where P i is the pressure jump in the pipe with the number i, MPa;
qi - скачок расхода в трубе с номером i, м3/сек;q i is the flow rate jump in the pipe with number i, m 3 / s;
с - скорость распространения в воде ударной волны в участке трубопровода, равная скорости звука, м/с.C is the speed of propagation of shock wave in water in a pipeline section, equal to the speed of sound, m / s.
Знаки (+) или (-) выбирают в соответствии с направлением движения волны. Величина скачка расхода |q| для волны, распространяющейся «влево», удовлетворяет соотношению Signs (+) or (-) are selected in accordance with the direction of wave movement. The magnitude of the jump in flow rate | q | for a wave propagating “to the left”, it satisfies the relation
где Ф - коэффициент, отражающий влияние сил трения.where Ф is a coefficient reflecting the influence of friction forces.
Перед фронтом волны Р-=Р0; q-=0; |Р|=Р+-Р0; |q|=q+-q-=q+ Before the wave front P - = P 0 ; q - = 0; | P | = P + -P 0 ; | q | = q + -q - = q +
где λ - коэффициент гидравлического сопротивления труб;where λ is the coefficient of hydraulic resistance of pipes;
с - скорость распространения ударной волны в участке трубопровода, м/с;c is the shock wave propagation velocity in the pipeline section, m / s;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;D VN - inner diameter of the pipe, mm;
q+ - расход воды за фронтом волны, м2/сек;q + is the water flow rate behind the wave front, m 2 / s;
Р+ - давление воды за фронтом волны, МПа;P + is the water pressure behind the wave front, MPa;
q- - расход воды перед фронтом волны, м2/сек;q - - water flow before the wave front, m 2 / s;
Р- - давление воды перед фронтом волны, МПа.P - - water pressure in front of the wave front, MPa.
Уравнение 7 с учетом 6 и 8 представили в виде
В общем случае после линеаризации уравнения 9 в виде Ф=-αq-βP получили уравнение In the general case, after linearizing
Решение уравнения 10 представили в виде The solution of
где q - расход воды, м3/сек;where q is the flow rate of water, m 3 / s;
q0 - производительность перекачивающей установки, м3/с;q 0 - productivity of the pumping unit, m 3 / s;
α, β - аппроксимирующие коэффициенты: α, β - approximating coefficients:
λ - коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода;λ is the coefficient of hydraulic resistance of the pipeline;
ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;D VN - inner diameter of the pipe, mm;
с - скорость распространения ударной волны в участке трубопровода, м/с;c is the shock wave propagation velocity in the pipeline section, m / s;
хi - продольная координата по длине участка трубопровода, м;x i is the longitudinal coordinate along the length of the pipeline section, m;
L - общая протяженность участка трубопровода, м.L is the total length of the pipeline section, m
Левую и правую части уравнения 6 разделили на Рвх и после совместного решения уравнений 11 и 6 формулу для расчета изменения ударного давления вдоль участка трубопровода в зависимости от изменения расхода воды представили в виде The left and right sides of
где - относительное давление в трубе с номером i (i=1, 2, 3,…n);Where - relative pressure in the pipe with number i (i = 1, 2, 3, ... n);
ρ - плотность воды, кг/м3;ρ is the density of water, kg / m 3 ;
ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
с - скорость распространения ударной волны в участке трубопровода, м/с;c is the shock wave propagation velocity in the pipeline section, m / s;
g - ускорение свободного падения, м/с2 ;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
Рвх - давление на входе в участок трубопровода, МПа;R I - pressure at the inlet to the pipeline section, MPa;
α, β - аппроксимирующие коэффициенты α, β - approximating coefficients
λ - коэффициент гидравлического сопротивления участка трубопровода;λ is the coefficient of hydraulic resistance of the pipeline section;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;D VN - inner diameter of the pipe, mm;
хi - продольная координата участка трубопровода, м;x i - the longitudinal coordinate of the pipeline section, m;
L - общая протяженность участка трубопровода, м;L is the total length of the pipeline section, m;
Δh - разность высотных отметок на участке трубопровода, м.Δh is the difference in elevations in the pipeline section, m
В предлагаемом способе гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода:In the proposed method, a hydraulic shock test and rehabilitation of the pipeline:
- нагружение участка трубопровода ударным давлением в упругопластической зоне деформирования труб путем ступенчатого подъема давления с заданной скоростью и последующий сброс давления со скоростью, превышающей скорость подъема давления, позволяет создать в металле труб, имеющих трещиноподобные дефекты, напряжения сжатия, что способствует созданию условий для предотвращения дальнейшего развития трещины;- loading of the pipeline section by shock pressure in the elastoplastic zone of pipe deformation by stepwise pressure increase at a given speed and subsequent pressure release at a speed exceeding the pressure rise rate, it is possible to create compression stresses in the metal of pipes having crack-like defects, which helps to create conditions to prevent further crack development;
- расчет по заданному алгоритму размеров дефектов, разрушающих нагрузок для каждой трубы, имеющей трещиноподобные дефекты, в отличие от прототипа позволяет определить соответствие каждой трубы условиям для испытаний, а также осуществить отбраковку труб для их ремонта или замены на новые;- calculation according to a given algorithm of the sizes of defects, breaking loads for each pipe with crack-like defects, in contrast to the prototype, allows you to determine the compliance of each pipe with the conditions for testing, as well as reject pipes for repair or replacement with new ones;
- предварительные расчеты характеристик работы перекачивающей установки и участка трубопровода при распространении ударной волны в трубах вдоль участка трубопровода позволяют задать значения параметров регулирования работы перекачивающей установки и оптимальные параметры стресс-теста труб в упругопластической зоне деформирования, что, в свою очередь, в отличие от прототипа позволяет воздействовать на трубы ударными нагрузками, представляющими управляемые гидравлические удары, с сохранением гарантированного запаса пластичности труб.- preliminary calculations of the characteristics of the pumping unit and the pipeline section during the propagation of a shock wave in the pipes along the pipeline section allow you to set the values of the regulation parameters of the pumping unit and the optimal stress test parameters of the pipes in the elastoplastic deformation zone, which, in turn, unlike the prototype allows impact the pipes with shock loads representing controlled hydraulic shocks, while maintaining a guaranteed plasticity margin t rub.
Настоящее изобретение поясняется последующим подробным описанием способа гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода со ссылкой на иллюстрации на фигурах 2÷5.The present invention is illustrated by the following detailed description of the method of hydraulic impact testing and rehabilitation of the pipeline with reference to the illustrations in figures 2 ÷ 5.
На фигуре 2 представлена схема предлагаемого способа гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода, осуществляемого при его нагружении повышенным давлением в полевых условиях, где: 1 - участок трубопровода; 2 - камера испытаний; 3 - заглушка; 4 - источник воды; 5 - наполнительный насос; 6 - всасывающий трубопровод; 7 - расходомер; 8 - перекачивающая установка; 9 - нагнетательный трубопровод; 10 - продувочный трубопровод; 11 - преобразователь давления и температуры; 12 - измерительная лаборатория; 13 - сливной трубопровод; 14 - отстойник воды; 15 - кабельная линия; 16 - импульсная линия; 17 - кабель управления перекачивающей установкой; 18 - тензодатчики; 19 - кабельная линия.The figure 2 presents a diagram of the proposed method of hydraulic shock testing and rehabilitation of the pipeline, carried out when it is loaded with high pressure in the field, where: 1 - section of the pipeline; 2 - test chamber; 3 - a stub; 4 - source of water; 5 - filling pump; 6 - suction pipe; 7 - flow meter; 8 - pumping unit; 9 - discharge pipeline; 10 - purge pipe; 11 - pressure and temperature transducer; 12 - measuring laboratory; 13 - drain pipe; 14 - water sump; 15 - cable line; 16 - impulse line; 17 - control cable of the pumping unit; 18 - strain gauges; 19 - cable line.
На фигурах 3 и 4 в качестве примера реализации заявленных технических решений представлены графики, характеризующие динамику изменения рассчитанного по формуле 2 ударного давления в трубе №3149 (фигура 3) и трубе №2750 (фигура 4) при прохождении ударной волны в процессе нагружения участка трубопровода давлением воды: на оси ординат - отношение ударного давления к давлению на входе в участок трубопровода, на оси абсцисс - время. На графиках отмечены максимальные и минимальные абсолютные давления в трубах, а также начальное (минимальное испытательное) абсолютное давление на входе в участок трубопровода, равное 9,0 МПа, соответствующее напряжению 85% от предела текучести металла труб.In figures 3 and 4, as an example of the implementation of the claimed technical solutions, graphs are presented that characterize the dynamics of change of the shock pressure calculated by
На фигуре 5 показаны графики параметров, измеренных на трубе №3149 в процессе прохождения ударной волны, а именно: скачка давления, пульсации давления и деформации в окружном направлении.The figure 5 shows graphs of the parameters measured on the pipe No. 3149 during the passage of the shock wave, namely: pressure jump, pressure pulsation and deformation in the circumferential direction.
Предлагаемый способ гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода осуществили последовательным выполнением следующих операций (см. фигура 2).The proposed method of hydraulic impact testing and rehabilitation of the pipeline was carried out by sequentially performing the following operations (see figure 2).
На компрессорной станции, включающей пять параллельно соединенных газоперекачивающих агрегатов (ГПА), для капитального ремонта выделили участок трубопровода на выходе ГПА протяженностью 110 метров, наружным диаметром 1420 мм. Рабочее давление составляло 7,35 МПа.At the compressor station, which includes five parallel-connected gas pumping units (GPU), a section of the pipeline at the outlet of the GPA with a length of 110 meters and an outer diameter of 1420 mm was allocated for overhaul. Working pressure was 7.35 MPa.
Трубопровод смонтирован из девяти труб стали 10Г2ФБ (К60) с толщиной стенки 16 мм. Разность высотных отметок составила 1 метр.The pipeline is mounted from nine 10G2FB (K60) steel pipes with a wall thickness of 16 mm. The difference in elevations was 1 meter.
Параметры статистического распределения Гаусса по механическим свойствам (в соответствии с сертификатами завода-изготовителя) для сталей в трубах участка трубопровода приведены в таблице 1.The parameters of the Gaussian statistical distribution of mechanical properties (in accordance with the manufacturer's certificates) for steels in the pipes of the pipeline section are given in table 1.
По результатам дефектоскопии, выполненной неразрушающими методами контроля, выявили дефекты, определили размеры дефектов труб и рассчитали коэффициенты ослабления Kf каждой трубы.According to the results of flaw detection performed by non-destructive testing methods, defects were detected, the sizes of pipe defects were determined, and the attenuation coefficients K f of each pipe were calculated.
Результаты расчета коэффициентов ослабления труб приведены в таблице 2.The results of the calculation of pipe attenuation coefficients are shown in table 2.
Для оценки соответствия труб условиям для их реабилитации определили следующие параметры, входящие в формулы 1 и 2:To assess the compliance of the pipes with the conditions for their rehabilitation, the following parameters were determined that are included in
- Минимальное испытательное давление для бездефектных труб, вызывающее кольцевые напряжения, равные 85% предела текучести металла труб: - The minimum test pressure for defect-free pipes, causing ring stresses equal to 85% of the yield strength of metal pipes:
- Максимальное испытательное давление для бездефектных труб, вызывающее кольцевые напряжения, равные 110% предела текучести метала труб: - The maximum test pressure for defect-free pipes, causing ring stresses equal to 110% of the yield strength of metal pipes:
- Величину скорости подъема давления приняли, исходя из того, что шаг нагружения трубопровода давлением ограничен классом применяемых преобразователей давления. Например, при классе грузопоршневого манометра 0,1% и шаге нагружения давлением 0,01 МПа минимальное время регистрации давления между двумя соседними измерениями на манометре данного класса составляет 2 секунды.- The rate of pressure rise was taken based on the fact that the step of loading the pipeline with pressure is limited by the class of pressure transducers used. For example, with a deadweight tester gauge class of 0.1% and a loading step of 0.01 MPa pressure, the minimum time for recording pressure between two adjacent measurements on a pressure gauge of this class is 2 seconds.
Скорость подъема давления, обеспечивающая плавное нагружение труб в допустимой зоне упругопластической деформации, из условия ее соответствия нагрузке в расчете на 1% деформации, то есть и времени , соответствует .The rate of pressure rise, providing smooth loading of pipes in the permissible zone of elastoplastic deformation, from the condition of its correspondence to the load per 1% deformation, i.e. and time corresponds .
При этом соответствующее значение скорости деформации при растяжении металла в окружном направлении рассчитали по формулеMoreover, the corresponding value of the strain rate during tensile metal in the circumferential direction was calculated by the formula
где - скорость деформации металла;Where - metal deformation rate;
µ - коэффициент Пуассона;µ is the Poisson's ratio;
S - толщина стенки трубы, мм;S is the wall thickness of the pipe, mm;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;D VN - inner diameter of the pipe, mm;
Е - модуль упругости металла трубы, МПа;E is the modulus of elasticity of the pipe metal, MPa;
- скорость подъема давления (0,3 МПа/мин). - pressure rise rate (0.3 MPa / min).
Скорость деформации для бездефектных труб (Kf=0) составилаThe strain rate for defect-free pipes (K f = 0) was
- Производительность перекачивающей установки для подъема давления на 2,7 МПа от минимального давления 9,0 МПа до максимального давления 11,7 МПа в участке трубопровода объемом 176,6 м3 составит- The productivity of the pumping unit for raising the pressure by 2.7 MPa from the minimum pressure of 9.0 MPa to the maximum pressure of 11.7 MPa in the pipeline section with a volume of 176.6 m 3 will be
где V - геометрический объем участка трубопровода, м3;where V is the geometric volume of the pipeline section, m 3 ;
- скорость подъема давления, МПа/мин; - pressure rise rate, MPa / min;
ΔР - разность максимального и минимального испытательных давлений, МПа.ΔР is the difference between the maximum and minimum test pressures, MPa.
Определили время подъема испытательного давления от минимального до максимального в упругопластической зоне деформирования труб:The time for raising the test pressure from minimum to maximum in the elastoplastic zone of pipe deformation was determined:
где V - геометрический объем участка трубопровода, м3;where V is the geometric volume of the pipeline section, m 3 ;
q - производительность перекачивающей установки, м3/мин.q is the productivity of the pumping unit, m 3 / min.
Скорость воды в нагнетательном трубопроводе диаметром 250 мм составитThe water speed in the discharge pipe with a diameter of 250 mm will be
где ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;where ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
q - производительность перекачивающей установки, м3/мин;q is the productivity of the pumping unit, m 3 / min;
F - площадь поперечного сечения нагнетательного трубопровода, м2.F is the cross-sectional area of the discharge pipe, m 2 .
Деформация бездефектных труб в окружном направлении в течение времени подъема давления от минимального до максимального составит 9×0,245 =2,19 мм, что по отношению к диаметру трубопровода составит .Deformation of defect-free pipes in the circumferential direction during the time of pressure rise from minimum to maximum will be 9 × 0.245 = 2.19 mm, which will be in relation to the diameter of the pipeline .
- С учетом размеров дефектов рассчитали для каждой трубы участка трубопровода по формуле 4 величины напряжений, по формуле 13 - скорости деформирования и по формуле 2 - величины ударных давлений за фронтом волны.- Taking into account the size of the defects, we calculated the stress values for each pipe in the pipeline
Результаты расчета деформаций и напряжений в трубах участка трубопровода под испытательным давлением приведены в таблице 3.The results of the calculation of deformations and stresses in the pipes of the pipeline section under test pressure are shown in table 3.
С учетом данных, приведенных в таблице 3 и графиков (фигуры 3 и 4) изменения ударного давления в трубах №№3149, 2750, рассчитанного по формуле 2, для реабилитации отобрали трубы №№3149, 2781, 2750, 3700 и 3788, так как данные трубы отвечали условиям, соответствующим формуле 1, то есть величина кольцевых напряжений, действующих в стенках труб при их нагружении ударным давлением с деформированием в упругопластической зоне, не превышает 110% от нормативного предела текучести металла труб. После замены отбракованных труб, не соответствующих условиям реабилитации, участок трубопровода 1 для проведения гидравлических испытаний ограничили камерой испытаний 2 и с противоположной от камеры испытаний 2 стороны установили заглушку 3.Taking into account the data given in table 3 and graphs (figures 3 and 4), the changes in shock pressure in pipes No. 3149, 2750 calculated according to
Полость участка трубопровода 1, нагнетательный трубопровод 9 и всасывающий трубопровод 6 перекачивающей установки 8 через наполнительный насос 5 соединили с источником воды 4.The cavity of the
Для удаления воздуха из полости участка трубопровода 1 при заполнении его водой смонтировали продувочный трубопровод 10, а для слива воды в отстойник 14 смонтировали сливной трубопровод 13. На камере испытаний 2 установили преобразователи температуры и давления 11, а на всасывающем трубопроводе 6 перекачивающей установки 8 смонтировали расходомер 7. На участке трубопровода 1 смонтировали тензодатчики 18. Преобразователи температуры и давления 11 импульсной линией 16, расходомер 7 кабелем 15 и тензодатчики 18 кабелем 19 соединили с измерительной лабораторией 12. Управление перекачивающей установкой 8 осуществляли по кабелю 17 из измерительной лаборатории 12. На первом этапе участок трубопровода 1 заполнили водой из источника 4 и через продувочный трубопровод 10 удалили воздух. Удаление воздуха завершили после выхода воды путем закрытия вентиля на продувочном трубопроводе 10 и в участок трубопровода 1 перекачивающей установкой 8 из источника 4 нагнетали воду до величины давления на входе в участок трубопровода, равного 9,0 МПа, характеризующего начальный этап деформирования труб в упругопластической области, при этом подъем давления осуществляли со скоростью 0,3 МПа/мин и в течение подъема давления непрерывно измеряли и контролировали температуру, давление, расход воды, а также деформацию. Стресс-тест труб участка трубопровода 1 осуществили последовательным выполнением следующих процедур:To purge the air from the cavity of the
- Путем сброса давления со скоростью 0,36 МПа/мин от давления 9,0 МПа до рабочего проектного давления 7,65 МПа в течение времени, равного 3,35 мин, создали напряжения сжатия с деформированием труб;- By depressurizing at a speed of 0.36 MPa / min from a pressure of 9.0 MPa to a working design pressure of 7.65 MPa for a time equal to 3.35 min, compression stresses were created with pipe deformation;
- Путем подъема давления от рабочего проектного 7,65 МПа до максимального испытательного давления, равного 11,7 МПа, создали в стенках труб напряжения растяжения с деформированием труб в упругопластической зоне. При этом для сохранения гарантированного запаса пластичности труб скорость подъема давления установили 0,42 МПа/мин, пропорциональной допустимой скорости деформирования труб 0,245 мм/мин с соответствующей относительной деформацией, равной 0,154%.- By raising the pressure from the working design 7.65 MPa to a maximum test pressure of 11.7 MPa, tensile stress was created in the pipe walls with pipe deformation in the elastoplastic zone. Moreover, in order to maintain a guaranteed margin of ductility of pipes, the pressure rise rate was set to 0.42 MPa / min, proportional to the allowable rate of deformation of pipes 0.245 mm / min with a corresponding relative deformation of 0.154%.
- Чередование циклов «сжатие-растяжение» путем сброса давления до величины 2,0 МПа с последующим подъемом давления до максимального испытательного давления, равного 11,7 МПа, и выдержкой в течение времени до выравнивания давления и температуры воды в участке трубопровода 1.- The alternation of the compression-tension cycles by depressurizing to a value of 2.0 MPa, followed by a rise in pressure to a maximum test pressure of 11.7 MPa, and holding for a time until the pressure and temperature of the water in the
Гидравлические испытания на удар и реабилитацию участка трубопровода завершили при достижении допустимой величины относительной деформации 0,225%, после чего давление сбросили до 8,92 МПа, а величина остаточной относительной деформации составила 0,09%.Hydraulic shock tests and rehabilitation of the pipeline section were completed when the acceptable relative deformation of 0.225% was reached, after which the pressure was relieved to 8.92 MPa, and the value of the residual relative deformation was 0.09%.
Для сравнения измеренных параметров и параметров, рассчитанных по формуле 2, на фигуре 5 показаны графики изменения скачка давления, пульсации давления и деформации труб в окружном направлении в трубе №3149. Скачок расхода при нагружении трубы №3149 привел к ударному скачку давления от 8,92 МПа до давления 9,68 МПа, при этом величина деформации в окружном направлении составила 0,225%. Измеренные параметры ударного скачка давления и деформации согласуются с соответствующими параметрами, рассчитанными по формуле 2 и приведенными в таблице 3. Таким образом, способ гидравлического испытания на удар и реабилитации трубопровода, осуществляемый при его нагружении повышенным давлением, позволяет достичь заявленной цели: повышает эффективность строительства и/или капитального ремонта трубопроводов за счет использования имеющихся труб.To compare the measured parameters and the parameters calculated by the
Claims (3)
где σT - нормативный предел текучести металла трубы, МПа;
- относительное давление в трубе с номером i (i=1, 2, 3,…n);
Pi - абсолютное давление в трубе, МПа;
Pвx - давление на входе в участок трубопровода, МПа;
Р100%σ - давление, соответствующее нормативному пределу текучести металла трубы, МПа;
- относительное расстояние до трубы;
хi - продольная координата участка трубопровода, м;
L - общая протяженность участка трубопровода, м;
- относительное время испытания;
ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;
τ - время испытаний, с;
S - толщина стенки трубы, мм;
Kf - коэффициент ослабления трубы;
Di - наружный диаметр трубы, мм;
i - порядковый номер трубы.2. The method according to claim 1, characterized in that after the selection of the test section of the pipeline by non-destructive testing methods for each pipe having crack-like defects, the size of the defects is determined according to a given algorithm and, taking into account each pipe in the pipeline section, the actual breaking loads and corresponding these loads, the minimum test pressure and maximum test pressure, creating tensile stresses in the pipe walls in the circumferential direction from 85% to 110% of the yield strength of metal pipes, and, during the hydraulic test when filling with water, the pressure in the pipeline section is raised to a value equal to the minimum test pressure, followed by the addition of water in the volume necessary for elastoplastic deformation of the pipes while maintaining the specified guaranteed plasticity margin, and the condition for selecting pipes for rehabilitation is determined by the formula:
where σ T is the standard yield strength of the pipe metal, MPa;
- relative pressure in the pipe with number i (i = 1, 2, 3, ... n);
P i - absolute pressure in the pipe, MPa;
P in - pressure at the inlet to the pipeline section, MPa;
P100% σ is the pressure corresponding to the standard yield strength of the pipe metal, MPa;
- relative distance to the pipe;
x i - the longitudinal coordinate of the pipeline section, m;
L is the total length of the pipeline section, m;
- relative test time;
ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
τ is the test time, s;
S is the wall thickness of the pipe, mm;
K f - coefficient of attenuation of the pipe;
D i - the outer diameter of the pipe, mm;
i - serial number of the pipe.
где - относительное давление в трубе с номером i (i=1, 2, 3, …n);
ρ - плотность воды, кг/м3;
ω - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;
с - скорость распространения ударной волны, м/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Pвx - давление на входе в участок трубопровода, МПа;
α, β - аппроксимирующие коэффициенты:
,
λ - коэффициент гидравлического сопротивления участка трубопровода;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;
хi - продольная координата участка трубопровода, м;
L - общая протяженность участка трубопровода, м;
Δh - разность высотных отметок на участке трубопровода, м. 3. The method according to claim 1, characterized in that before the start of the hydraulic tests, the characteristics of the pumping unit and the pipeline section are calculated when the shock wave propagates in the pipes along the pipeline section, for each pipe, the ratio between the pressure rise rate proportional to the speed is set tensile metal pipes, and the rate of pressure relief, proportional to the compression rate of the metal pipes, and the magnitude of shock pressures and flow surges in the pipes a shock wave is determined by the formula:
Where - relative pressure in the pipe with number i (i = 1, 2, 3, ... n);
ρ is the density of water, kg / m 3 ;
ω is the water velocity in the discharge pipe, m / s;
C is the shock wave propagation velocity, m / s;
g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
P in - pressure at the inlet to the pipeline section, MPa;
α, β - approximating coefficients:
,
λ is the coefficient of hydraulic resistance of the pipeline section;
D VN - inner diameter of the pipe, mm;
x i - the longitudinal coordinate of the pipeline section, m;
L is the total length of the pipeline section, m;
Δh is the difference in elevations in the pipeline section, m
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118947/28A RU2467299C1 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Method of hydraulic impact test and rehabilitation of pipeline, which is implemented during its increased pressure loading in field conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118947/28A RU2467299C1 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Method of hydraulic impact test and rehabilitation of pipeline, which is implemented during its increased pressure loading in field conditions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467299C1 true RU2467299C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011118947/28A RU2467299C1 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Method of hydraulic impact test and rehabilitation of pipeline, which is implemented during its increased pressure loading in field conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467299C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516766C1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-05-20 | Открытое Акционерное Общество (ОАО) "Оргэнергогаз" | Method to recover bearing capacity of pipeline |
RU2657373C2 (en) * | 2016-07-04 | 2018-06-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method of preserving natural gas by preventing its emissions into atmosphere during repair of gas pipelines |
RU2669987C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Method of pneumatic testing disconnected section of main gasline and device therefor |
CN112304790A (en) * | 2020-12-17 | 2021-02-02 | 山西理工红日节能服务有限公司 | Fatigue test method for heat supply directly-buried pipeline |
CN114894422A (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-12 | 南京理工大学 | Recoverable active fragment water hammer effect test device and test method thereof |
CN116026543A (en) * | 2022-12-15 | 2023-04-28 | 中航油彭州管道运输有限公司 | Test method for testing stress and vibration of heavy truck rolling oil pipeline |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1310683A1 (en) * | 1983-04-11 | 1987-05-15 | Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола | Method of determining mechanical characteristics of material for pipe-type articles |
RU2044293C1 (en) * | 1992-04-13 | 1995-09-20 | Александр Ефимович Гуров | Method of checking pipe-lines |
RU2324160C1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-05-10 | Дочернее Открытое Акционерное Общество (ДОАО) "Оргэнергогаз" | Method of rehabilitation and determination of operational resources of trunk pipeline during pressure overloads at fields conditions |
US7475596B2 (en) * | 2005-06-21 | 2009-01-13 | National Research Council Of Canada | Non-destructive testing of pipes |
-
2011
- 2011-05-12 RU RU2011118947/28A patent/RU2467299C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1310683A1 (en) * | 1983-04-11 | 1987-05-15 | Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола | Method of determining mechanical characteristics of material for pipe-type articles |
RU2044293C1 (en) * | 1992-04-13 | 1995-09-20 | Александр Ефимович Гуров | Method of checking pipe-lines |
US7475596B2 (en) * | 2005-06-21 | 2009-01-13 | National Research Council Of Canada | Non-destructive testing of pipes |
RU2324160C1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-05-10 | Дочернее Открытое Акционерное Общество (ДОАО) "Оргэнергогаз" | Method of rehabilitation and determination of operational resources of trunk pipeline during pressure overloads at fields conditions |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516766C1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-05-20 | Открытое Акционерное Общество (ОАО) "Оргэнергогаз" | Method to recover bearing capacity of pipeline |
RU2657373C2 (en) * | 2016-07-04 | 2018-06-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method of preserving natural gas by preventing its emissions into atmosphere during repair of gas pipelines |
RU2657373C9 (en) * | 2016-07-04 | 2018-07-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Device for preserving natural gas by preventing its emissions into atmosphere during repair of gas pipelines |
RU2669987C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Method of pneumatic testing disconnected section of main gasline and device therefor |
CN112304790A (en) * | 2020-12-17 | 2021-02-02 | 山西理工红日节能服务有限公司 | Fatigue test method for heat supply directly-buried pipeline |
CN112304790B (en) * | 2020-12-17 | 2023-06-02 | 山西理工红日节能服务有限公司 | Fatigue test method for heat supply direct-buried pipeline |
CN114894422A (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-12 | 南京理工大学 | Recoverable active fragment water hammer effect test device and test method thereof |
CN116026543A (en) * | 2022-12-15 | 2023-04-28 | 中航油彭州管道运输有限公司 | Test method for testing stress and vibration of heavy truck rolling oil pipeline |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2467299C1 (en) | Method of hydraulic impact test and rehabilitation of pipeline, which is implemented during its increased pressure loading in field conditions | |
Shannon | The failure behaviour of line pipe defects | |
Kishi et al. | A proposed standard for evaluating structural integrity of reinforced concrete beams by acoustic emission | |
Wang et al. | Analysis on damage evolution and corrosion fatigue performance of high-strength steel wire for bridge cable: Experiments and numerical simulation | |
Igor et al. | Impact of long-term operation on the reliability and durability of transit gas pipelines | |
RU2324160C1 (en) | Method of rehabilitation and determination of operational resources of trunk pipeline during pressure overloads at fields conditions | |
CN110765505A (en) | Method for predicting extreme internal pressure of oil-gas pipeline with surface scratch composite recess | |
RU2516766C1 (en) | Method to recover bearing capacity of pipeline | |
Anandavijayan et al. | Material pre-straining effects on fatigue behaviour of S355 structural steel | |
CN111733707B (en) | Bridge prestressed duct grouting device and construction method | |
Arumugam et al. | Root cause analysis of dent with crack: a case study | |
Dong et al. | Experimental study on the influence of scattered broken wires on the structural performance of prestressed concrete cylinder pipe | |
JP3652418B2 (en) | Corrosion fatigue damage diagnosis prediction method for boiler water wall pipe | |
Tandon et al. | Evaluation of existing fracture mechanics models for burst pressure predictions, theoretical and experimental aspects | |
RU2521714C1 (en) | Method to determine mechanical stresses in steel pipelines | |
RU2572073C1 (en) | Method of hydraulic re-testing of operating process pipelines | |
Arumugam et al. | Study of safe dig pressure level for rock dents in gas pipelines | |
Si et al. | Mechanical properties and simulation method of structural steel after high cycle fatigue damage | |
CN114004171B (en) | Method for determining opening angle of tip of pipeline crack arrest ductile crack | |
Rafi et al. | Strength of line pipe with dent and crack defect | |
Briottet et al. | Hydrogen-enhanced fatigue of a Cr-Mo steel pressure vessel | |
Agala et al. | Method to relate degradation of fracture resistance due to corrosion with pipe leakage | |
RU2708176C1 (en) | Method of increasing service life of pipe | |
Suh et al. | A simulation of the behaviour of multi‐surface fatigue cracks in type 304 stainless steel plate | |
RU2591873C1 (en) | Method of testing pipes for durability |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |