Результаты испытаний усиливающей муфты-протектора УБМТ

Астрахань, 21 - 29 сентября 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 
НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
ПРОВЕДЕНИЕ ОСНОВНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    Усиливающая муфта-протектор с бетонным бандажированием «УБМТ» предназначена для ремонта дефектов коррозионного и механического происхождения на прямых и криволинейных участках обетонированных трубопроводов различного назначения, включая подводные, без вырезки дефектных частей и прекращения эксплуатации.

Конструктивно протектор представляет собой композиционную усиливающую муфту с дополнительной защитой бетонным бандажом в неснимаемой металлической опалубке.

Внешний вид УБМТ для прямолинейного участка

В ходе планирования и подготовки испытаний была разработана и согласована программа испытаний усиливающей муфты-протектора, учитывающая условия и специфику эксплуатации морских подводных трубопроводов.

НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

• Программа-методика испытаний усиливающей муфты-протектора с бетонным бандажированием УБМТ
• Правила классификации и постройки морских подводных трубопроводов, РМРС, 2016
• ГОСТ Р 54382-2011 Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования
• РД 03-606-03 "Инструкция по визуальному и измерительному контролю"
• ГОСТ Р ЕН 13018-2014 "Контроль визуальный. Общие положения"
• ГОСТ Р 55724-2013 "Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые"
• ПБ 03-593-03 "Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов"
   

ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

Работы по подготовке и проведению испытаний усиливающей муфты-протектора с бетонным бандажированием УБМТ проведены на территории и силами специалистов ООО «МК «Каскад» (с. Карагали, Астраханская область).В ходе подготовки к проведению испытаний из стальной бесшовной обетонированной трубы 406.4х17,5 Х60 (длина катушки без заглушек 2745 мм) и эллиптических днищ ДШ 406,4(36К65)-28 были изготовлены 2 испытательных образца.

Торцы катушек труб обработаны под сварку в соответствии с требованиями ГОСТ 14776. Испытательные стенды оборудованы тремя штуцерами для подачи воды, подключения показывающего манометра МТК (предел измерений 400 кгс/см²) подключения датчика давления типа БД (предел измерений 250 кгс/см²) и для удаления воздуха.

На внутреннюю поверхность образцов механическим способом были нанесены продольные искусственные дефекты в виде канавки.

В ходе изготовления испытательных образцов специалистами лаборатории неразрушающего контроля ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» проводился неразрушающий контроль (визуальный, измерительный и ультразвуковой):

• Визуальный контроль и измерение фактических размеров искусственных дефектов.
• Визуальный и измерительный контроль монтажа заглушек под сварку.
• Визуальный, измерительный и ультразвуковой контроль сварных швов присоединения заглушек.
• Визуальный, измерительный и ультразвуковой контроль приварки штуцеров.

Ультразвуковой контроль сварных соединений образца №1

После подготовки искусственных дефектов и установки заглушек на образец №2 была смонтирована усиливающая муфта-протектор с бетонным бандажированием УБМТ. Процесс монтажа контролировался специалистами НТЦ Нефтегаздиагностика. 

Труба стальная бесшовная обетонированная 406.4х17,5 ст. Х60.	Труба с приваренными заглушками.
Подготовка поверхности под установку муфты УКМТ (очистка от загрязнений, обезжиривание).	Компоненты для приготовления клеевого состава.
Муфта УКМТ.	Вкладыш муфты УКМТ.
Подготовка вкладыша к установке (очистка внутренней поверхности от загрязнений, безжиривание).	Нанесение клеевого состава.
Установка вкладыша.	Установка муфты УКМТ.
Образец №2 с установленной в зоне искусственного дефекта муфтой УКМТ.	Установка муфты-протектора УБМТ.
Установка муфты-протектора УБМТ.	Установка муфты-протектора УБМТ.
Образец №2 подключенным шлангом для закачки бетонной смеси.	Установка для подготовки бетонной смеси.
Выход смеси через вентили в верхней части муфты.	Образец №2 с установленной ремонтной конструкцией УБМТ.

ПРОВЕДЕНИЕ ОСНОВНЫХ ИСПЫТАНИЙ
 

Образец №1	Образец №2

В соответствии с Программой испытаний положительными результатами является отсутствие утечек рабочей жидкости (падения давления в стенде) через муфту или защитное покрытие при выдержке в течении 24 часов при максимальном давлении Р_исп=19,7 МПа (197 кг/см²) и в течении 12 часов при давлении Р_исп=15,4 МПа (154 кг/см²). Результаты АЭ контроля испытаний представлены в Приложении 1 (Протоколы АЭ-009- 10-2016, АЭ-009-11-2016).

В ходе проведения испытаний, на основании результатов контроля процесса испытаний методом АЭ, решением комиссии были внесены изменения как по значениям давления при выдержках, так и по продолжительности выдержки при постоянном давлении. Изменения в график испытаний (участок подъема давления) внесены по результатам испытания образца №1.

Плановый график изменения давления при испытании.	Фактический график изменения давления при испытании образца №1

Испытания проводились в следующей последовательности:

1.       Испытание образца №1 (без муфты).
1.1.    Установка образца на стенд.
1.2.    Подключение шланга для подачи воды, заполнение водой.
1.3.    Установка манометра и преобразователя давления, стравливание оставшегося воздуха.
1.4.    Установка преобразователей акустической эмиссии на образце, подключение преобразователей АЭ и преобразователя давления к АЭ системе.
1.5.    Опрессовка до 8 кгс/см², проверка работоспособности и настройка АЭ системы.
1.6.    Проведение испытаний: подъем давления, выдержка, сброс давления. Процесс испытаний фиксировался в режиме онлайн с помощью видеокамеры и удаленного монитора. Контроль состояния стенда методом акустической эмиссии с целью фиксации времени образования трещин с одновременной записью текущего давления в образце.
1.7.    Осмотр образца после сброса давления, фиксация повреждений.
2.       Испытание образца №2 (с муфтой).
2.1.    Установка образца на стенд.
2.2.    Подключение шланга для подачи воды, заполнение водой.
2.3.    Установка манометра и преобразователя давления, стравливание оставшегося воздуха.
2.4.    Установка преобразователей акустической эмиссии на образце, подключение преобразователей АЭ и преобразователя давления к АЭ системе.
2.5.    Опрессовка до 8 кгс/см², проверка работоспособности и настройка АЭ системы.
2.6.    Проведение испытаний:
2.6.1. Подъем давления. Процесс испытаний фиксировался в режиме ON-LINE с помощью видеокамеры и удаленного монитора. Контроль состояния образца методом акустической эмиссии с целью фиксации времени образования трещин с одновременной записью текущего давления в образце.
2.6.2.  Выдержка при давлении 231 кгс/см² в течении 24 часов. АЭ  контроль.
2.6.3.  Сброс давления до 160 кгс/см² и выдержка при давлении 160 кгс/см² в течении 19 часов. АЭ контроль.
2.6.4.  Сброс давления до 0.
2.7.     Осмотр образца после сброса давления, фиксация повреждений.

Результаты контроля образца №1

В результате осмотра образца №1 выявлено:

1. Выявлена течь испытательной жидкости из образца через бетонное покрытие с обоих концов.
2. Течи через кольцевые сварные швы и швы приварки штуцеров не выявлено.
3. Течи по границе металл-полимерная изоляция не выявлено.

 

Заключение

В хоте проведения гидравлических испытаний образца №1 во время выдержки при постоянном давлении через 2 минуты после достижения избыточного давления 213,1 кгс/см² произошла разгерметизация обраца и падение давления.

Фактический график изменения давления при испытании образца №2

Участок подъёма давления

Результаты контроля образца №2

В результате осмотра образца №2 выявлено:

1. Течи не выявлены.
2. Снижение давления при выдержках при давлении 230 (- 8) и 160 (-3) кгс/см² обусловлены суточным перепадом температуры.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

По завершении основных испытаний было принято решение о проведении испытаний образца №2 при максимально возможном испытательном давлении 400 кгс/см².

График изменения давления при проведении дополнительных испытаний образца №2.

По окончании нагружения и сброса давления до 0 был проведен визуальный осмотр образца №2. Течей из-под муфты и изоляционного покрытия не выявлено.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

В процессе выдержки образца №1 при давлении 213 кгс/см² произошла разгерметизация. Непосредственно перед разрушением зафиксирован рост числа импульсов и активности сигналов АЭ с амплитудой более 100 дБ

Образование источников АЭ при проведении испытаний образца №1 зарегистрировано при достижении давления 114,0 кгс/см², что свидетельствует о начале пластической деформации в зоне дефекта.
В ходе испытаний регистрировалась активность АЭ в периоды изменения (увеличения) давления.

Разгерметизация образца №1 произошла в период выдержки давления в 213 кгс/см², что на 8% превышает испытательное давление в трубопроводе.

1. При испытании образца №1 критически активные источники АЭ зарегистрированы начиная с достижения давления 140 кгс/см². Критически активные источники АЭ регистрируются не только в периоды изменения испытательного давления, но, что очень важно, в  моменты выдержки давления. Развитие дефекта происходит при давлениях, сопоставимых с рабочим давлением в трубопроводе. (154 кгс/см²).
2. Утечка жидкости при разгерметизации образца №1 зафиксирована по границе антикоррозионная изоляция – бетонное покрытие. Это свидетельствует о разрушении антикоррозионной изоляции.
3. При испытании образца №2 отсутствие зарегистрированных критически активных источников АЭ свидетельствует об отсутствия пластической деформации и образования трещин в зоне искусственного дефекта и подтверждает высокую надежность метода ремонта с применением муфты-протектора УБМТ и существенный запас прочности конструкции.

В результате проведения гидравлических испытаний образца №2 падения давления при выдержке в течение 24 часов при давлении 231 кгс/см² и в течение 19 часов при давлении 160 кгс/см² не зарегистрировано. Образец испытание выдержал. При этом источников АЭ 4 класса опасности (катастрофически активные) и 3 класса опасности (критически активные) не зарегистрировано. Течи не выявлены.

В процессе дополнительных испытаний образца №2, при подъеме и выдержке при давлении 400 кгс/см², падение давления и течи не выявлены.