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影响钢管压力实验因素

更新时间:2017-02-17  作者:友发钢管



       对于埋地钢管管道来说,由于受土壤的约束,在土壤性质、钢管截面尺寸、钢管状态不动的状况下,土壤对钢管的约束力与钢管管道长度成正比,当管道超过一定长度后,管道受热而产生的轴向推力将与土壤对管道的约束力平衡,管道不再伸长。同时,对于钢管直管段自由端,由于受土壤摩擦力影响,伸长量也将减少1/2,即:dL=0.5!Ldt。所以,这里的dL往往受直管段的长度影响,这样,可根据直管段的分布情况,按照插值法原则,设定一个管道体积膨胀影响系数c。同时,为便于与其他物理量区别,受温度影响的管道容积变化可用下式表示:dVVt=cVvdt(5)式中dVVt―管道受温度影响的容积变化/m3;c―管道体积膨胀影响系数,c=2.0-2.5。
 
       温度变化对钢管试验压力的影响在水压试验过程中,可以将钢管看成是一个密闭容器,水被充入这个密闭容器内。当水充满后,水的体积应该等于容器的容积。当充入容器内水的体积超过容器的容积后,容器在水的能量作用下产生应变,容积增大。同时由于容器壁对水产生反作用,水被压缩,体积缩小。为保持这种平衡,无论向容器内充进多少水,容器的容积与水在该压力状态下的体积应是相等的。对钢管水压试验而言,容器的容积就是钢管的容积。
 
       当温度恒定不变时,钢管的容积应等于压力变化前钢管容积与受压力影响钢管容积的变化之代数和;水在该压力状态下的体积应等于压力变化前水的体积与受压力影响水的体积变化之代数和。由于系统内水的体积与钢管容积是相等的,即:VH=VV,这样就可以理解成钢管受压力影响容积的变化与水受压力影响体积的变化是相等的。
 
       当温度发生变化时,钢管的容积与水的体积也将同时发生变化。钢管容积的变化应该等于分别受压力、温度影响造成的容积变化之代数和,而水的体积变化应该等于分别在压力和温度变化影响下水的体积变化之代数和。即:dVHt+dVHP=dVVt+dVVP(6)将以上的数式代入此式中,可以得出:dP=(t-c)E2(+K2+1K2-1)+EPdt由于公式中的t、P两个参数是分别随温度和压力变化的两个变量,为使计算结果更加精确,在实际计算中,可以将dP理解成水的温度每降低1℃压力降低的数值。这样就可以首先计算任意温度和压力下t、P数值,然后再计算每个温度梯度上的压力降,并求出各温度梯度上的压力降代数和,即为温度变化对压力试验的影响值。即:P=Tdt=1,(t-c)E2(+K2+1K2-1)+E"P(8)式中P―温度变化对水压试验的压力影响值/MPa;T―水压试验过程温度变化值,T=TZ-TS。上世纪80年代,某油田输油管道规格为D159mm×5mm,单段长度约12千米,钢管采用聚乙烯夹克防腐,50mm硬质聚氨酯泡沫塑料保温,聚乙烯夹克防水,钢管设计压力6.4MPa,按长输钢管管道进行设计。试压过程及结果为防止管道在局部跨越部分冻结,经建设单位同意,施工单位将管道试压用水加热至20℃,钢管平均温度17度。首先将管道压力升至8.0MPa,稳压4小时后,温度下降2度,压力下降0.49MPa。将压力降至6.4MPa,稳压24小时,温度下降10度,压力下降1.39MPa。
 
       本次管道试压出现了在规定的稳压时间内压降值超出规定范围的情况,且多次试压均如此,但巡线未发现泄漏处,当时虽考虑到了温度的影响,但由于没有理论计算公式,无法正确判断压降变化是否属于钢管质量问题,后经集体讨论,管道强行投产,未出现任何泄漏。
 
 
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