一種大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法
【專利摘要】本發明是一種可用于高壓作業焊接結構金屬管道的耐壓測試方法。本發明的方法為：通過向待測焊接結構金屬管道與內置同心金屬管狀件之間的小體積環形密封腔內注水打壓，評估該高壓作業焊接結構金屬管道的耐壓能力。本發明提供的方法通過減小管道兩端密封板的承壓面積，降低了兩端密封板的軸向受力程度，進而保證了密封板與待測焊接結構金屬管道連接部的安全性。密封板與待測焊接結構金屬管道連接部的密封連接強度相同時，與傳統的管道耐壓測試方法相比，本發明提供的裝置可以實現焊接結構金屬管道內更高壓力的耐壓測試、同時也更節能、更環保。
【專利說明】一種大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對大直徑焊接結構金屬管道1進行耐壓檢測【技術領域】，是一種焊接結 構金屬管道1的結構耐壓測試方法。
【背景技術】
[0002] 焊接結構金屬管道是一種常用的傳輸系統構件，可用于輸油、輸水、輸氣等各個領 域。焊接結構金屬管道的耐壓能力和密封性是衡量其生產質量的重要標準。為了保證焊接 結構金屬管道服役過程中的安全性，按照相關標準，通常在正式使用前對其進行耐壓測試。 傳統的管道耐壓測試方法為：1)、將管道兩端采用密封板密封，密封方式可以采用焊接，也 可以采用法蘭與密封膠圈配合的方式實現；2)、通過預留管路向密封腔內注水或者注氣打 壓，外接壓力表實時監測壓力值；3)、在設定的待測壓力下靜置一定時間，觀察待測管道外 壁是否有漏水或者開裂的狀況，獲得其耐壓能力。
[0003] 當管道直徑較大時，例如管道直徑大于500mm時，具體耐壓測試方式如圖1所示， 將待測焊接結構金屬管道（1)與凸型密封板（2)密封，在密封板（2)上部預留排氣口（3) 和進水口（4)，在進水口（4) 一側放置壓力表（5)。假設管道直徑為D，測試壓力為P，采用 此種傳統管道耐壓測試方法時，管道與密封板的連接部軸向受力F可以表示為：
[0004] F = π PD2/4
[0005] 由上述公式可以看出，采用傳統方法測試管道的耐壓能力時，管道與密封板的連 接部軸向受力與待測管道直徑的平方成正比。因此，管道直徑變大時，管道與密封件的連接 部往往比待測管壁受力更大，這種情況下進行耐壓測試，通常存在管道與密封件連接部先 行失效的風險，進而導致對管壁的耐壓能力測試失敗，甚至引起安全事故。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種安全性能高，用水量少，且可用于高水壓測試的焊接結構金屬管 道的耐壓測試方法。本發明的技術方案為：
[0007] 1)在耐壓測試焊接結構金屬管道（1)內部同心位置插入一根長度略小的輔助金 屬管狀件（6);
[0008] 2)采用環形焊縫（10)將輔助金屬管狀件（6) -端焊接一塊外徑大于耐壓測試焊 接結構金屬管道（1)的外徑、內徑與輔助金屬管狀件（6)內徑相同的金屬環板（7)，并將金 屬環板（7)與耐壓測試焊接結構金屬管道（1)密封連接；
[0009] 3)將輔助金屬管狀件（6)另外一端焊接一塊外徑小于耐壓測試焊接結構金屬管 道⑴的內徑，內徑小于輔助金屬管狀件（6)內徑的金屬環板（9);
[0010] 4)在輔助金屬管狀件（6)內部加裝支撐加強環板（14);
[0011] 5)采用中間膠圈（12)密封環形金屬板⑶和金屬環板（9)，之后采用螺柱（11) 緊固，環形金屬板（8)表面預留排氣孔（13)和進水孔；
[0012] 6)密封焊接環形金屬板（8)與耐壓測試焊接結構金屬管道（1)，在耐壓測試焊接 結構金屬管道（1)和輔助金屬管狀件（6)之間形成了預留進水孔和排氣孔（13)的環形密 封腔；
[0013] 7)通過進水孔向環形密封腔內注水，排氣孔（13)排出腔內空氣，空氣排盡后采用 焊接密封或者膠圈密封方式對排氣孔（13)進行封堵；
[0014] 8)繼續向進水孔內注水加壓，采用壓力表實時監測，達到測試壓力后靜置一段時 間，觀察焊接結構金屬管道（1)的密封性和耐壓性能。
[0015] 技術效果：
[0016] 本發明提供了一種焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，并提供了該方法對應的 裝置及裝配方式，具有以下技術優點：1、假設耐壓測試的壓力為P，耐壓測試的焊接結構金 屬管道內徑為D，輔助焊接結構金屬管道的外徑為d，則耐壓測試過程中，管道端面連接部 軸向受力F可以表示為：F= πΡφ2-(12)/4,與傳統測試方法比，本發明通過內置輔助金屬 管，降低了管道端面連接部的軸向受力程度。并且，采用本發明提供的方法，針對不同耐壓 測試金屬管的任意內徑D，及任意的測試壓力Ρ，通過調整內置金屬管的外徑d，均可任意的 調整連接部的軸向受力F，使其在許用范圍內，因此本發明可用于大直徑焊接結構金屬管道 的較高壓力耐壓測試；2、根據本發明提供的方法，當耐壓測試焊接結構金屬管道壁厚大于 輔助金屬管狀件壁厚時，或者耐壓測試金屬管測試壓力要求高于lOMPa，或者耐壓測試金屬 管長徑比大于3時，在輔助金屬管狀件內部加裝一個或多個支撐加強環板，支撐加強環板 可以極大的提升內置輔助金屬管狀件的承壓能力，保證了其在測試壓力下不會變形或者失 效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是傳統焊接結構金屬管道耐壓測試原理圖。
[0018] 圖2是兩端無法蘭接口的焊接結構金屬圓管耐壓測試裝置裝配圖。
[0019] 圖3是一端帶法蘭接口的焊接結構金屬圓管耐壓測試裝置裝配圖。
[0020] 附圖中
[0021] 1焊接結構金屬管；2凸型密封板；
[0022] 3排氣口； 4進水口；
[0023] 5壓力表； 6輔助金屬管狀件；
[0024] 7環形金屬板； 8環形金屬板；
[0025] 9開螺紋孔的金屬環板； 10焊縫；
[0026] 11螺柱； 12膠圈；
[0027] 13排氣孔； 14支撐加強環板；
[0028] 15端部帶法蘭的焊接結構金屬圓管； 16螺栓；
[0029] 17 膠圈。
【具體實施方式】：
[0030] 本發明是一種安全性能高，用水量少，且可用于高水壓測試的焊接結構金屬管道 的耐壓測試方法，其所針對的焊接結構金屬管道直徑大于等于500mm，本發明的具體實施 方式為：
[0031] 實施例一：如圖2所示，對于兩端沒有法蘭的耐壓測試焊接結構金屬管道1，其耐 壓測試裝置及具體實施步驟如下：1)、在耐壓測試焊接結構金屬管道1內部同心位置插入 一根長度略小的輔助金屬管狀件6 ;2)、將輔助金屬管狀件6 -端焊接一塊外徑大于耐壓測 試焊接結構金屬管道1的外徑、內徑與輔助金屬管狀件6內徑相同的金屬環板7,其焊縫為 10,并將金屬環板7與耐壓測試焊接結構金屬管道1密封焊接；3)、將輔助金屬管狀件6另 外一端焊接一塊外徑小于耐壓測試焊接結構金屬管道1的內徑，內徑小于輔助金屬管狀件 6內徑的金屬環板9 ;4)、當耐壓測試焊接結構金屬管道1壁厚大于輔助金屬管狀件6壁厚 時，或者耐壓測試焊接結構金屬管道1測試壓力要求高于5MPa，或者耐壓測試金屬管1的長 徑比大于3時，在輔助金屬管狀件6內部加裝一個或多個支撐加強環板14 ;5)、采用環形金 屬板8密封金屬環板9,密封方式為中間膠圈12密封之后螺柱11緊固，環形金屬板8表面 預留排氣孔13和進水孔；6)、采用環形金屬板8密封耐壓測試焊接結構金屬管道1，密封方 式為焊接密封。至此，在耐壓測試焊接結構金屬管道1和輔助金屬管狀件6之間形成了預 留進水孔和排氣孔13的環形密封腔；7)、通過進水孔向環形密封腔內注水，排氣孔13排出 腔內空氣，空氣排盡后采用焊接密封或者膠圈密封方式對排氣孔13進行封堵；8)、繼續向 進水孔內注水加壓，采用壓力表實時監測，達到測試壓力后封堵進水口；9)、在測試壓力下 靜置一段時間，按照相關標準觀察管道的密封性和耐壓性能。
[0032] 實施例二：如圖3所示，對于一端帶法蘭的耐壓測試焊接結構金屬管道15,其耐壓 測試裝置及具體實施步驟如下：1)、在耐壓測試焊接結構金屬管道1內部同心位置插入一 根長度略小的輔助金屬管狀件6 ;2)、將輔助金屬管狀件6 -端焊接一塊外徑大于耐壓測 試焊接結構金屬管道1的外徑、內徑與輔助金屬管狀件6內徑相同的金屬環板7,其焊縫為 10,并將金屬環板7與耐壓測試焊接結構金屬管道15法蘭板采用膠圈17密封，螺栓16緊 固；3)、將輔助金屬管狀件6另外一端焊接一塊外徑小于耐壓測試焊接結構金屬管道1的 內徑，內徑小于輔助金屬管狀件6內徑的金屬環板9 ;4)、當耐壓測試焊接結構金屬管道1 壁厚大于輔助金屬管狀件6壁厚時，或者耐壓測試焊接結構金屬管道1測試壓力要求高于 5MPa，或者耐壓測試金屬管1的長徑比大于3時，在輔助金屬管狀件6內部加裝一個或多個 支撐加強環板14 ;5)、米用環形金屬板8密封金屬環板9,密封方式為中間膠圈12密封之 后螺柱11緊固，環形金屬板8表面預留排氣孔13和進水孔；6)、采用環形金屬板8密封耐 壓測試焊接結構金屬管道1，密封方式為焊接密封。至此，在耐壓測試焊接結構金屬管道1 和輔助金屬管狀件6之間形成了預留進水孔和排氣孔13的環形密封腔；7)、通過進水孔向 環形密封腔內注水，排氣孔13排出腔內空氣，空氣排盡后采用焊接密封或者膠圈密封方式 對排氣孔13進行封堵；8)、繼續向進水孔內注水加壓，采用壓力表實時監測，達到測試壓力 后封堵進水口；9)、在測試壓力下靜置一段時間，按照相關標準觀察管道的密封性和耐壓性 能。
[0033] 對于兩側均帶法蘭的耐壓測試焊接結構金屬管道，其耐壓測試裝置及實施方式參 考實施方案二進行，唯一不同的是其兩端法蘭側均采用膠圈密封，螺栓緊固。
[0034] 本發明提出的焊接結構金屬管道耐壓測試方法，安全性大幅度提高，更節能、更環 保；此外，針對大直徑的焊接結構金屬管道，或者長度較大的焊接結構金屬管道，本發明方 法涉及的裝置用水量小，可測試的壓力更高。
[0035] 最后，本發明的保護范圍并不限于上述的實施例。顯然，本領域的技術人員可以對 本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本發 明權利要求及其等同技術的范圍內，則本發明也意圖包含這些改動和變形在內。
【權利要求】
1. 一種大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征是： 該工藝包括如下步驟： 1) 在耐壓測試焊接結構金屬管道（1)內部同心位置插入一根長度略小的輔助金屬管 狀件（6); 2) 采用環形焊縫（10)將輔助金屬管狀件（6) -端焊接一塊外徑大于耐壓測試焊接結 構金屬管道（1)的外徑、內徑與輔助金屬管狀件（6)內徑相同的金屬環板（7)，并將金屬環 板（7)與耐壓測試焊接結構金屬管道（1)密封連接； 3) 將輔助金屬管狀件（6)另外一端焊接一塊外徑小于耐壓測試焊接結構金屬管道（1) 的內徑，內徑小于輔助金屬管狀件（6)內徑的金屬環板（9); 4) 在輔助金屬管狀件￠)內部加裝支撐加強環板（14); 5) 采用中間膠圈（12)密封環形金屬板（8)和金屬環板（9)，之后采用螺柱（11)緊固， 環形金屬板（8)表面預留排氣孔（13)和進水孔； 6) 密封焊接環形金屬板（8)與耐壓測試焊接結構金屬管道（1)，在耐壓測試焊接結構 金屬管道（1)和輔助金屬管狀件（6)之間形成了預留進水孔和排氣孔（13)的環形密封腔； 7) 通過進水孔向環形密封腔內注水，排氣孔（13)排出腔內空氣，空氣排盡后采用焊接 密封或者膠圈密封方式對排氣孔（13)進行封堵； 8) 繼續向進水孔內注水加壓，采用壓力表實時監測，達到測試壓力后靜置一段時間，觀 察焊接結構金屬管道（1)的密封性和耐壓性能。
2. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：采 用該方法進行耐壓測試的焊接結構金屬管道（1)內徑大于等于500mm。
3. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：接 受耐壓測試的焊接結構金屬管道（1)的內徑大于輔助金屬管狀件（6)的外徑。
4. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：當 接受耐壓測試焊接結構金屬管道（1)壁厚大于輔助金屬管狀件（6)壁厚時，在輔助金屬管 狀件￠)內部加裝支撐加強環板（14)。
5. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：當 焊接結構金屬管道（1)測試壓力要求高于lOMPa時，在輔助金屬管狀件（6)內部加裝支撐 加強環板（14)。
6. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：當 焊接結構金屬管道（1)長徑比大于3時，在輔助金屬管狀件（6)內部加裝支撐加強環板 (14)。
7. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：耐 壓測試金屬管（1)端部無法蘭時，將其端部與端面密封板（7)和（8)采用焊接密封。
8. 根據權利要求1所述的大直徑焊接結構金屬管道的耐壓測試方法，其特征在于：耐 壓測試金屬管（1)端部有法蘭時，可在輔助金屬管狀件（6)端部配置與之匹配的法蘭，兩法 蘭間采用螺栓（16)把合并用膠圈（17)密封。
【文檔編號】G01M3/04GK104122042SQ201410342202
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】喬宏來, 邱希亮, 杜金程, 馮濱, 周亞信, 魏方鍇, 李濱, 徐睦忠, 段偉贊, 閆海濱, 陳明, 馬鳳, 吳海龍 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司