Экспресс-метод контроля технологии тепловой изоляции труб

ДИАГНОСТИКА

Е.в. петрусенко, доцент РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, А.Б. Алиосманов, инженер

экспресс-метод контроля технологии тепловой изоляции труб

Контроль качества труб с тепловой изоляцией на основе пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке производят по ГОСТ 30732-2001, который регламентирует проведение процедур контроля покрытия по 16 характеристикам, в том числе физико-механическим, тепловым и геометрическим. Более половины методов испытаний относятся к разрушающему контролю и могут быть проведены только во время периодических испытаний при вскрытии защитной оболочки трубы. Так, в частности, определяют качество вспенивания полиуретана внутри полиэтиленовой оболочки.

Однако, в процессе производства покрытия труб является актуальной задача более оперативного контроля качества производимых работ. В данной работе приводятся опыт по внедрению дополнительной экспресс оценки качества заполнения полиэтиленовой оболочки пенополиуретаном (ППУ). В качестве косвенного критерия оценки было решено использовать контроль относительного увеличения диаметра полиэтиленовой оболочки после её заполнения ППУ. Рассмотрим теоретические основы данного процесса.

В соответствии с формулой Лапласа

для тонкостенных оболочек:

а =

PD

- SDR

2s 2 где а - кольцевые напряжения в оболочке; Р - внутреннее давление; s -толщина стенки оболочки; SDR = D/s. При соблюдении технологии внутренние напряжения в ППУ при затвердевании (и, соответственно, внутреннее давление Р в оболочке) не зависят от диаметра трубы и по величине варьируются в незначительном интервале. Показатель SDR, согласно требованиям ГОСТ 30732-2001, для основной номенклатуры диаметров оболочек также является примерно постоянным: от

Замер диаметра полиэтиленовой оболочки

63,5 до 64,3 (Таблица 1). Получается, что величина кольцевых напряжений и, соответственно, относительное увеличение диаметра оболочки после заливки должны быть схожими для всех используемых оболочек, что и подтверждается экспериментальными данными (Таблица 1). Для экспериментального определения относительного увеличения диаметра оболочки после заполнения ППУ по методике ГОСТ 30732-01 были произведены замеры диаметров полиэтиленовой оболочки до и после её заполнения ППУ (Фото 1). Были исследованы оболочки диаметром от 250 до 1000 мм, изготовленные из разрешённых к использованию марок ПЭ. Для каждой из оболочек было произведено не менее 15 замеров диаметров в различных геометрических зонах. В таблице 1 приведены усреднённые значения для каждой трубы. Разброс показателей не превышал 30%.

Видно, что увеличение диаметра (и, соответственно, длины окружности) оболочек при заполнении ППУ составило от 0,8 до 1,3%. Отметим, что данная величина не превышает установленных по РД 10-400-01 «Нормы расчета на

34 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

\\ № В \\ август \ 2007

\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

№ 8 \\ август \ 2007

Таблица 1

Относительное Расчётное

Размеры SDR (0/s) оболочки увеличение Расчётные внутреннее

оболочки диаметра кольцевые давление в

(0 х s), мм оболочки после заполнения ППУ, e, % напряжения, а^МПа оболочке при заполнении ППУ, Р, МПа

250x3,9 64,1 0,8 3,2 0,1

315x4,9 64,3 0,8 3,2 0,1

400x6,3 63,5 1,3 5,2 0,16

450x7,0 64,3 1,05 4,2 0,13

560x8,8 63,6 1,1 4,4 0,14

710x11,1 64,0 1,0 4,0 0,12

900x14,0 64,3 1,0 4,0 0,12

1000x15,6 64,1 0,9 3,6 0,11

прочность трубопроводов тепловых сетей» в 3% допускаемых значений относительного удлинения для полиэтилена высокой плотности. Зная величину относительного удлинения в кольцевом направлении, можно определить величину кольцевого напряжения, под воздействием которого данное удлинение произошло. Поскольку в данном диапазоне изменения от-

носительного удлинения для полиэтилена характерно упругое растяжение, производим расчёт по формуле Гука: о = Ее

где о - напряжение растяжения; Е -модуль упругости полиэтилена, равный для ПЭВП « 4000 кг/см2; е - относительное удлинение. Решая односложную задачу получаем, что для осуществления данного растяжения необходимо

кольцевое напряжение, равное 3,2^4,4 МПа (Таблица 1). Сопоставляя эти величины с допускаемыми напряжениями по РД 10-400-01 (12 МПа) получаем, что при заполнении ППУ напряжения в оболочке составляют примерно треть от величины допускаемых напряжений. Результаты расчёта внутреннего давления ППУ в ПЭ оболочке, выполненные в соответствии с формулой 1, приведены в таблице.

В качестве выводов по данному исследованию можно сделать следующие рекомендации:

При качественном заполнении ПЭ оболочки ППУ относительное увеличение её диаметра:

1. Не должно быть ниже 0,5%, что является показателем некачественного вспенивания ППУ.

2. Не должно быть выше 1,5 %, что будет говорить о низких прочностных свойствах используемого полиэтилена или о возможных нарушениях технологии изоляции.

Завершены испытания переносного рентгеновсного аппарата постоянного потенциала АРИНА-6. В отличие от известных импульсных аппаратов серии АРИНА, новый аппарат выполнен на термоэмнссионной трубне. АРИНА-6 состоит из рентгеновсного моноблона и пульта управления.

Оригинальные инженерные -

решения позволили создать малогабаритный и легний аппарат, высоной просвечивающей способности, ноторый мотет с успехом

000 «СПЕКГР0ФЛЭШ» 197110 г. Санкт-Петербург ул. Малая Зеленина, 1 тел.: (012) 235-61-18 тел./факс: (812) 235-35-29 e-mail: info@spectroflash.ru www.spectroflash.ru

[И I [iJj гУШ 11 Лй;

в полевых условиях.

Технические характеристики

Анодное напряжение......................150-250 нВ

Анодная мощность.................................150 Вт

Диаметр фонусного пятна........................1 мм

Выход излучения........Боновой конус 40 град

Напряженность цинла.....................................1:1

Масса моноблона.......................................8 нг

Масса пульта управления..........................4 нг

Длинанабеля.............................................25 м

Напряжение питания..................220 В, 50 Гц

Новая разработна ООО «СПЕНТРОФЛЭШ»

Высоное качество снимнов Большой ресурс работы Мощность излучения в 3 раза выше, чем у импульсных аппаратов