СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСИЛИЕМ ЗАЖИМА ПРИ ИСПЫТАНИИ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ
METHOD OF CONTROLLING CLAMPING FORCE WHEN TESTING PIPELINE FITTINGS

Изобретение относится к испытательной технике для трубопроводной арматуры (ТПА), в частности задвижек, отводов и кранов. В соответствии с Российским ГОСТ 5762-2002, а также международными стандартами ИСО 5208, API 598 и EN 12266-1.2003 испытательное оборудование не должно оказывать на испытуемую ТПА внешних сил, которые бы повлияли на результаты испытаний. Это обязательное требование может быть неконтролируемо нарушено при значительных некомпенсируемых силовых воздействиях на ТПА со стороны технологических заглушек.
Известно, например, устройство для герметизации полых изделий при их испытании на герметичность по а.с. SU 1422041 A1, опубл. 07.09.1998 г., в котором обеспечена герметизация патрубков бесфланцевого исполнения путем использования гидроцилиндра с упругодеформируемым уплотнительным элементом. Герметизация в этом аналоге обеспечена подачей избыточного давления в полость гидроцилиндра для деформации упругодеформируемого уплотнительного элемента и поддержанием этого давления в течение всего времени проверки на герметичность высоким испытательным давлением в полом изделии. Из-за значительного некомпенсируемого силового воздействия упругодеформируемого уплотнительного элемента на стенки испытуемого изделия возможна деформация последнего и влияние этой деформации на результат испытаний.
Наиболее близкими известными техническими решениями являются способ и испытательный стенд для герметизации патрубков ТПА бесфланцевого исполнения [патент RU №2297610 C2], включающие поджатие торца патрубка к уплотнительному элементу заглушки и уплотнение зазора между ними, заполнение внутренней полости патрубка испытательной жидкостью, при этом поджатие патрубков ТПА к уплотнительным элементам заглушек осуществляют нормированным усилием, достаточным для заполнения внутренней полости патрубков испытательной жидкостью без утечек, после чего осуществляют заполнение внутренней полости патрубков испытательной жидкостью и подают туда испытательное давление, осуществляя при этом дополнительное сжатие и деформацию уплотнительных элементов заглушек, исключая тем самым зазор между внутренней стенкой патрубков испытуемой ТПА и уплотнительными элементами заглушек. За счет конструкции заглушки обеспечивается зависимость давления зажима от испытательного давления, чем исключено осевое сжатие ТПА.
Недостатком существующего способа является высокая трудоемкость процесса перенастройки с одного типоразмера ТПА на другой. Кроме того, возникает наобходимость иметь в наличии комплект заглушек на каждый типоразмер всего типоразмерного ряда ТПА. Эти недостатки требуют высокой квалификации персонала, высоких трудовых и энергозатрат при проведении испытаний.
Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости как процесса перенастройки, так и процесса испытаний и его полная автоматизация.
Для достижения технического результата давление зажима поддерживают автоматически в соответствии с условием:
, где
п
ш
2
2
S=(2·D -d ) - эффективная площадь гидроцилиндра;
заж
P - давление в системе зажима;
у
D- средний диаметр уплотнения патрубков ТПА;
п
D - диаметр поршня гидроцилиндра зажима;
ш
d - диаметр штока гидроцилиндра зажима;
- КПД гидроцилиндра зажима;
исп
P - значение испытательного давления в полости испытуемой ТПА;
нач
P - требуемый минимум начального давления в зажиме.
ср
y
При этом фактическое значение P поступает в процессор с выхода измерителя давления, а значение D - с клавиатуры перед началом испытаний. Значения S и  находятся в процессоре как константы для используемого при испытаниях гидроцилиндра. В случае замены гидроцилиндра на другой типоразмер оператор производит ввод новых значений S и  в процессор с клавиатуры.
заж
Расчет требуемого значения давления P в системе зажима осуществляется процессором автоматически и задается в гидроцилиндре с помощью известных устройств, например пропорциональных электрогидравлических клапанов Yuken, реализуемых в России ЗАО «Энерпром Микуни» (Москва).
нач
заж
Последовательность операций в предложенном способе по поддержанию требуемого значения P и P в системе зажима следующая:
- подводят технологические заглушки патрубков к патрубкам испытуемой ТПА;
ср
- автоматически измеряют начальное давление P испытательной среды в полости испытуемой ТПА;
у
- заносят в процессор фактические значения D;
нач
исп
- автоматически производят расчет требуемого значения P как функцию P по формуле  и обеспечивают задание этого давления в системе зажима;
исп
- подают в полость испытуемой ТПА испытательное давление P в соответствии с технологической картой испытаний;
заж
исп
- автоматически производят расчет требуемого текущего значения Pдавления в системе зажима как функцию от P в соответствии с формулой [1] и обеспечивают поддержание этого давления в системе зажима;
- снижают испытательное давление в полости испытуемой ТПА до минимального значения и отводят технологические заглушки от патрубков испытуемой ТПА.
заж
Таким образом, обеспечивается минимальное значение давления P, в то же время вполне достаточное для надежной герметизации патрубков испытуемой ТПА без нежелательной деформации корпуса в процессе испытаний крупногабаритной ТПА.