Вторник, 06.12.2016, 20:50
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

Трубы стальные обсадные и насосно-компрессорные для нефтяной и газовой промышленности. Методы испытаний резьбовых соединений. Часть 6

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16

7.3.4 Испытания серии B - Растяжение/сжатие и внутреннее давление (насосно-компрессорные и обсадные трубы)

Образцы соединения (см. таблицу 1) подвергают указанным ниже действиям. Следует помнить, что для соединений CAL I, II и III изгиб необязателен, а для CAL IV является обязательным:

a) если используется изгиб, то определяют эквивалентные осевые растягивающие и сжимающие нагрузки для изгиба, соответствующего 40% предела текучести тела трубы, 40% предела текучести соединения (см. примечание) или отклонению направления скважины 19,7°/30 м, и выбирают наименьшую из них;

b) определяют осевые нагрузки и внутреннее давление для точек выдержки под нагрузкой по рисунку 15 и данным таблицы 7 без изгиба;

c) определяют осевые нагрузки и внутреннее давление для точек выдержки под нагрузкой по рисунку 16 или 17 и данным таблицы 8 с изгибом;

d) проводят испытание в соответствии с указаниями, приведенными в 5.8, 5.9 и 5.11, и в соответствии с рисунками 15, 16 или 17 и данными таблиц 7 или 8;

e) результаты испытания записывают в перечень данных о вытесненном объеме воды (форма C.7) и в перечень данных по утечкам соединения (форма C.5).

Примечание - Обычно для труб наружным диаметром более 244,48 мм предельным критерием является 40% предела текучести соединения.

 

Таблица 7

Этапы нагружения при испытаниях серии B без изгиба соединений, равнопрочных с телом трубы (см. рисунок 15) - Испытания в квадрантах I и II без изгиба при комнатной температуре

Этап нагружения

Точка нагружения

Общее осевое усилие в % комбинированной нагрузки <a>

Давление в % комбинированной нагрузки <a>

Выдержка, мин

1 <b>

1

95

0

5

2 <b>

2

95

95

60

3 <b>

3

80

95

15

4 <b>

4

CEPL

95

15

5 <b>

5

0

95

15

6 <b>

6

-33

95

15

7 <b>

7

-67

95

15

8 <b>

8 и 9 <d>, <e>

-95

0

5

9 <b>

2

95

95

15

10 <c>

8 и 9 <d>, <e>

-95

0

5

11 <c>

7

-67

95

15

12 <c>

6

-33

95

15

13 <c>

5

0

95

15

14 <c>

4

CEPL

95

15

15 <c>

3

80

95

15

16 <c>

2

95

95

15

17 <c>

1

95

0

5

18 <b>

2

95

95

15

19 <b>

3

80

95

15

20 <b>

4

CEPL

95

60

21 <b>

5

0

95

15

22 <b>

6

-33

95

60

23 <b>

7

-67

95

15

24 <b>

8 и 9 <d>, <e>

-95

0

15

25 <b>

2

95

95

60

<a> В процентах от области испытательных нагрузок на соединение.

<b> Этапы нагружения против часовой стрелки.

<c> Этапы нагружения по часовой стрелке.

<d> Для соединений, равнопрочных с телом трубы, точки 8 и 9 одинаковы и эквивалентны только одной точке нагружения.

<e> Для соединений, менее прочных при сжатии, чем тело трубы, точки 8 и 9 разные (см. рисунок 17).

 

Таблица 8

Этапы нагружения при испытаниях серии B с изгибом соединений, равнопрочных с телом трубы (см. рисунок 16) - Испытания в квадрантах I и II с изгибом при комнатной температуре

Этап нагружения

Точка нагружения

Изгиб трубы °/30 м <a>

Общее осевое усилие в % предела текучести соединения <b>

Давление в % комбинированной нагрузки <b>

Выдержка, мин

1 <c>

1

-

95

0

5

2 <c>

2

-

95

95

15

3 <c>

2B

20° <f>

Fb + T = 95

95

60

4 <c>

3

-

80

95

15

5 <c>

3B

20° <f>

Fb + T = 80

95

15

6 <c>

4

-

CEPL

95

15

7 <c>

5

-

0

95

15

8 <c>

5B

20° <f>

0

95

15

9 <c>

6

-

-33

95

15

10 <c>

6B

20° <f>

Fb + T = -33

95

15

11 <c>

7

-

-67

95

15

12 <c>

7B

20° <f>

Fb + C = 67

95

15

13 <c>

8 и 9 <e>

-

-95

0

5

14 <c>

2

-

95

95

15

15 <c>

2B

20° <f>

Fb + 7 = 95

95

15

16 <d>

8 и 9 <e>

-

-95

0

5

17 <d>

7B

20° <f>

Fb + C = -67

95

15

18 <d>

7

-

-67

95

15

19 <d>

6B

20° <f>

Fb + T = -33

95

15

20 <d>

6

-

-33

95

15

21 <d>

5B

20° <f>

0

95

15

22 <d>

5

-

0

95

15

23 <d>

4

-

CEPL

95

15

24 <d>

3B

20° <f>

Fb + T = 80

95

15

25 <d>

3

-

80

95

15

26 <d>

2B

20° <f>

Fb + T = 95

95

15

27 <d>

2

-

95

95

15

28 <d>

1

-

95

0

5

29 <c>

2

-

95

95

15

30 <c>

2B

20° <f>

Fb + T = 95

95

15

31 <c>

3

-

80

95

15

32 <c>

3B

20° <f>

Fb + T = 80

95

15

33 <c>

4

-

CEPL

95

60

34 <c>

5

-

0

95

15

35 <c>

5B

20° <f>

0

95

15

36 <c>

6

-

-33

95

15

37 <c>

6B

20° <f>

Fb + T = -33

95

60

38 <c>

7

-

-67

95

15

39 <c>

7B

20° <f>

Fb + C = 67

95

15

40 <c>

8 и 9 <e>

-

-95

0

5

41 <c>

2

-

95

95

15

42 <c>

2B

20° <f>

Fb + T = 95

95

60

T - растяжение, C - сжатие, CEPL - нагрузка от давления на элемент соединения с заглушкой.

Fb - эквивалентное изгибающее усилие (напряжение изгиба на диаметре трубы D0 x площадь сечения).

--------------------------------

<a> См. 7.3.4, перечисление a).

<b> Определяется как 95% области испытательных нагрузок.

<c> Этапы нагружения против хода часовой стрелки.

<d> Этапы нагружения по ходу часовой стрелки.

<e> Для соединений, равнопрочных с телом трубы, точки 8 и 9 одинаковы и эквивалентны только одной точке нагружения. Для соединений, менее прочных на сжатие, чем тело трубы, точки 8 и 9 разные (см. рисунок 17).

<f> Изгибающая нагрузка - наименьшая из следующих: вызывающая изгиб 19,7°/30 м, соответствующая 40% предела текучести тела трубы, определенного на диаметре Do, соответствующая 40% предела текучести соединения. Для соединений CAL III, II и I изгиб необязателен.

 

--------------------------------

<a> Точки нагружения обозначены цифрами более мелкого шрифта.

1 - область испытательных нагрузок, соответствующая 100% предела текучести VME для тела трубы; 2 - область испытательных нагрузок, соответствующая 95% предела текучести VME для тела трубы; 3 - рекомендуемая промежуточная нагрузка между этапами 1 и 2

Примечание - Этапы нагружения: против хода часовой стрелки, по ходу часовой стрелки и против хода часовой стрелки. Таким образом, осуществляют всего три механических цикла. Для соединений, равнопрочных на сжатие с телом трубы, точки 8 и 9 одинаковы.

Рисунок 15 - Этапы нагружения для испытаний серии B без изгиба соединения, равнопрочного с телом трубы

 

--------------------------------

<a> Точки нагружения обозначены цифрами более мелкого шрифта.

1 - область испытательных нагрузок, соответствующая 100% предела текучести VME для тела трубы; 2 - область испытательных нагрузок, соответствующая 95% предела текучести VME для тела трубы; 3 - рекомендуемая промежуточная нагрузка между этапами 1 и 2

Примечание - Этапы нагружения: против хода часовой стрелки, по ходу часовой стрелки и против хода часовой стрелки. Таким образом, осуществляют всего три механических цикла. Для соединений, равнопрочных на сжатие с телом трубы, точки 8 и 9 одинаковы.

Рисунок 16 - Этапы нагружения для испытаний серии B с изгибом соединения, равнопрочного с телом трубы

 

--------------------------------

<a> Точки нагружения обозначены цифрами более мелкого шрифта.

1 - область испытательных нагрузок, соответствующая 100% предела текучести VME для тела трубы; 2 - область испытательных нагрузок, соответствующая 95% предела текучести VME для тела трубы; 3 - рекомендуемая промежуточная нагрузка между этапами 1 и 2

Примечание - Этапы нагружения: против хода часовой стрелки, по ходу часовой стрелки и против хода часовой стрелки. Таким образом, осуществляют всего три механических цикла.

Рисунок 17 - Этапы нагружения для испытаний серии B с изгибом соединения с прочностью на сжатие ниже прочности тела трубы

 

7.3.5 Испытания серии C - Термоциклические испытания с растяжением и внутренним давлением (насосно-компрессорные и обсадные трубы)

Образцы соединения (см. таблицу 1) подвергают следующим действиям:

a) определяют осевую нагрузку T и внутреннее давление pi, как указано в 5.12;

b) проводят испытание в соответствии с указаниями, приведенными в 5.12, и рис. 10;

c) проводят пять циклов приложения осевого усилия и давления при комнатной температуре, т.е. прилагая внутреннее давление и растяжение следующим образом:

1) сначала прикладывают растяжение T, такое, чтобы можно было добавить растяжение от внутреннего давления;

2) прикладывают внутреннее давление газа pi;

3) выдерживают под нагрузкой 5 мин;

4) снимают растяжение от нагрузочного устройства до уровня менее 5% T;

5) снижают давление до уровня менее 20% pi;

d) нагревают образец в соответствии с 5.12;

e) в течение выдержки при повышенной температуре продолжительностью 60 мин прилагают растяжение и внутреннее давление по f) и g);

f) прикладывают усилие T от нагрузочного устройства такое, чтобы можно было добавить растяжение от внутреннего давления;

g) прикладывают внутреннее давление газа pi;

h) проводят пять термических циклов для соединений CAL II и III, предназначенных для насосно-компрессорных и обсадных труб, и соединений CAL IV, предназначенных для обсадных труб, и 50 термических циклов для соединений CAL IV, предназначенных для насосно-компрессорных труб, в соответствии с 5.12.4. При испытании соединений CAL IV для насосно-компрессорных труб с многоэлементным уплотнением, выполненным в соответствии с приложением J, достаточно 5 термических циклов. При испытании соединений обсадных труб внутреннее давление и осевое усилие может колебаться в зависимости от температуры. При испытании насосно-компрессорных труб необходимо поддерживать постоянство внутреннего давления и осевого усилия в течение термического цикла с отклонениями в пределах от 0 до минус 10% от T и pi;

i) проводят пять циклов приложения осевого усилия и давления, как указано в перечислениях c) и d) при температуре не ниже 135 °C для CAL II и CAL III и не ниже 180 °C для CAL IV;

j) повторяют термические циклы по h);

k) повторяют пять циклов приложения осевого усилия и давления, как указано в c), при комнатной температуре [температура должна быть не более чем на 5 °C выше, чем температура, первоначально зарегистрированная по перечислению c)];

l) результаты записывают в перечень данных по наблюдаемым объемам вытесненной воды (форма C.8.1 или C.8.2) и в перечень данных по утечкам соединения (форма C.5).

7.4. Испытания при предельных нагрузках

7.4.1 Сущность метода

Эти испытания проводят с целью установить пределы прочности и герметичности соединения. Испытания предельными нагрузками имеют большое значение для демонстрации работоспособности соединения за пределами области испытательных нагрузок. Они могут быть также полезны для корреляции экспериментальных данных с результатами расчета методом конечных элементов. Результаты испытания предельными нагрузками используются для оценки соответствия соединения требованиям настоящего стандарта, однако эти результаты могут потребовать пересмотра предельных нагрузок, первоначально установленных изготовителем. Конкретные варианты предельных нагрузок приведены в 7.5.1 - 7.5.8. На рисунке 18 показаны варианты предельных нагрузок для соединения, равнопрочного или более прочного, чем тело трубы, и на рисунке 19 - то же для соединения, менее прочного, чем тело трубы. Испытания, проиллюстрированные на рисунках 18 и 19, действительны для всех восьми вариантов изменения нагрузок.

При испытаниях предельными нагрузками давление должно создаваться водой или маслом. После окончания испытаний при предельных нагрузках расстояния LA, LB и LC измеряют и записывают в перечень данных (форма C.4). Во время этих испытаний можно также регистрировать данные тензодатчиков, установленных на теле трубы.

Рекомендуется, чтобы перечень данных по эксплуатационным характеристикам соединения, оформляемый изготовителем, как указано в A.7 и в таблице A.1, содержал номинальные разрушающие нагрузки, установленные на основе минимальных показателей прочности и номинальных размеров. Отдельные предельные нагрузки для каждого испытания должны включать ожидаемые разрушающие нагрузки, исходя из фактической прочности материала и фактических размеров соединения (испытание A.9). Для возможности прямого сравнения с измеренными разрушающими нагрузками номинальные разрушающие нагрузки можно привести к уровню ожидаемых фактических разрушающих нагрузок путем умножения на следующие два коэффициента:

a) отношение фактической прочности испытываемого материала и минимальной прочности материала;

b) отношение фактического и номинального размера соединения, находящегося под конкретной нагрузкой.

Для нагрузок растяжения и сжатия подходящим размерным параметром является площадь критического сечения, а для нагрузок от давления подходящим размерным параметром является размер той части соединения, стойкость которого при испытании зависит от его геометрических параметров.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (03.10.2016)
Просмотров: 21 | Теги: трубы | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016