ВВЕДЕНИЕ

Значительное приложение внешней нагрузки для всех соединительных элементов было оговорено компанией Statoil. Таким образом, при анализе конструкции фланцевых соединений в соответствии с требованиями ASME VIII требовалось учесть эти дополнительные нагрузки. Помимо теоретического анализа компания Statoil настояла на проведении полномасштабного исследования 32-дюймового соединительного элемента NB для еще большей уверенности в конструкции.
Компания Statoil требовала, чтобы все фланцевые соединения обладали возможностью смещения на ±0.7° в силу недостаточной возможности выравнивания труб при монтаже. Выбор пал на фланцевые соединения Taper-Lok, так как они имеют соединительную поверхность типа выступ-впадина. Возможность смещения не вызвала проблем в случае с 10- и 12-дюймовыми фланцевыми соединениями, однако 16- и 32-дюймовые соединения требуют наличия выступа сферической формы и соответствующего уплотнительного кольца для того, чтобы можно было без особых проблем добиться возможности смещения ±0.7°. На рисунке внизу показан в увеличенном виде выступ сферической формы.

ИСПЫТАНИЯ

Данные испытания состояли из двух частей:

1 - Испытание API 6APR2 (газовое и температурное испытание)

Испытания проводились на полноразмерном соединении вваренного фланца с шарнирным кольцом при необходимом предварительном натяжении, созданном с помощью полностью накрывающего соединение гидравлического натяжителя. Тест проводился при многочисленных температурных колебаниях в диапазоне от –10° до +55° под полным давлением, половинным давлением и при полном отсутствии давления. Проводился постоянный мониторинг соединения при помощи электронных газоанализаторов для выявления утечки смеси из 2% гелия и 98% азота. В результате испытаний было выявлено полное отсутствие утечек, что позволило говорить об успешности испытаний. На рисунке внизу изображены некоторые предварительные инженерные работы, а также тестируемые компоненты.

2 - Испытание давлением и испытание на изгиб

После того, как соединение успешно прошло газовое и температурное испытание, оно было разобрано, а затем к каждому соединительному элементу приварили по 6 метров 32-дюймовой трубы NB, чтобы под давлением проверить момент изгиба. Соединительные элементы были собраны с необходимым предварительным натяжением, затем в полости было подано полное эксплутационное давление в 172 Бар. Затем к соединению был приложен минимальный изгибающий момент, равный проектному значению изгибающего момента. Для этого концы труб наклонили вниз и уложили на точно расположенные скобы. Мониторинг внутреннего давления во время проведения испытания на изгибающий момент не выявил утечек, а повторный визуальный осмотр соединения подтвердил эти данные. Соединение успешно прошло вторую часть испытаний.

Завершив испытания в соответствии с требованиями заказчика и убедившись, что соединение не дало утечек, было решено подвергнуть его дальнейшему испытанию на изгиб под давлением, чтобы определить его предельную прочность, то есть найти точку разрушения. При повторном тестировании давление было опять доведено до 172 Бар, затем начали применять неограниченную нагрузку на момент изгиба с целью повредить соединение. Было достигнуто невероятное значение нагрузки в 4.250.000Nm, после чего испытание было прекращено в интересах обеспечения безопасности. После прекращения нагрузки соединение вернули к исходному состоянию, и оно было признано годным для дальнейшей эксплуатации.

Назад к Примерам из практики