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1、(10)申请公布号 CN 104122042 A (43)申请公布日 2014.10.29 CN 104122042 A (21)申请号 201410342202.4 (22)申请日 2014.07.18 G01M 3/04(2006.01) G01N 3/12(2006.01) (71)申请人 哈尔滨电机厂有限责任公司 地址 150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区三大 动力路 99 号哈尔滨电机厂有限责任公 司技术管理部 (72)发明人 乔宏来 邱希亮 杜金程 冯滨 周亚信 魏方锴 李滨 徐睦忠 段伟赞 闫海滨 陈明 马凤 吴海龙 (54) 发明名称 一种大直径焊接结构金属管道的耐压测试方 法。
2、 (57) 摘要 本发明是一种可用于高压作业焊接结构金属 管道的耐压测试方法。本发明的方法为 ： 通过向 待测焊接结构金属管道与内置同心金属管状件之 间的小体积环形密封腔内注水打压， 评估该高压 作业焊接结构金属管道的耐压能力。本发明提供 的方法通过减小管道两端密封板的承压面积， 降 低了两端密封板的轴向受力程度， 进而保证了密 封板与待测焊接结构金属管道连接部的安全性。 密封板与待测焊接结构金属管道连接部的密封连 接强度相同时， 与传统的管道耐压测试方法相比， 本发明提供的装置可以实现焊接结构金属管道内 更高压力的耐压测试、 同时也更节能、 更环保。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 。
3、页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104122042 A CN 104122042 A 1/1 页 2 1. 一种大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征是 ： 该工艺包括如下步骤 ： 1) 在耐压测试焊接结构金属管道 (1) 内部同心位置插入一根长度略小的辅助金属管 状件 (6) ； 2) 采用环形焊缝 (10) 将辅助金属管状件 (6) 一端焊接一块外径大于耐压测试焊接结 构金属管道 (1) 的外径、 内径与辅助金属管状件 (6) 内径相同的金属环板 (7)， 。
4、并将金属环 板 (7) 与耐压测试焊接结构金属管道 (1) 密封连接 ； 3)将辅助金属管状件(6)另外一端焊接一块外径小于耐压测试焊接结构金属管道(1) 的内径， 内径小于辅助金属管状件 (6) 内径的金属环板 (9) ； 4) 在辅助金属管状件 (6) 内部加装支撑加强环板 (14) ； 5) 采用中间胶圈 (12) 密封环形金属板 (8) 和金属环板 (9)， 之后采用螺柱 (11) 紧固， 环形金属板 (8) 表面预留排气孔 (13) 和进水孔 ； 6) 密封焊接环形金属板 (8) 与耐压测试焊接结构金属管道 (1)， 在耐压测试焊接结构 金属管道 (1) 和辅助金属管状件 (6) 之。
5、间形成了预留进水孔和排气孔 (13) 的环形密封腔 ； 7) 通过进水孔向环形密封腔内注水， 排气孔 (13) 排出腔内空气， 空气排尽后采用焊接 密封或者胶圈密封方式对排气孔 (13) 进行封堵 ； 8) 继续向进水孔内注水加压， 采用压力表实时监测， 达到测试压力后静置一段时间， 观 察焊接结构金属管道 (1) 的密封性和耐压性能。 2. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征在于 ： 采 用该方法进行耐压测试的焊接结构金属管道 (1) 内径大于等于 500mm。 3. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征在于 ： 接 受耐。
6、压测试的焊接结构金属管道 (1) 的内径大于辅助金属管状件 (6) 的外径。 4. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征在于 ： 当 接受耐压测试焊接结构金属管道 (1) 壁厚大于辅助金属管状件 (6) 壁厚时， 在辅助金属管 状件 (6) 内部加装支撑加强环板 (14)。 5. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征在于 ： 当 焊接结构金属管道 (1) 测试压力要求高于 10MPa 时， 在辅助金属管状件 (6) 内部加装支撑 加强环板 (14)。 6. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征。
7、在于 ： 当 焊接结构金属管道 (1) 长径比大于 3 时， 在辅助金属管状件 (6) 内部加装支撑加强环板 (14)。 7. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征在于 ： 耐 压测试金属管 (1) 端部无法兰时， 将其端部与端面密封板 (7) 和 (8) 采用焊接密封。 8. 根据权利要求 1 所述的大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法， 其特征在于 ： 耐 压测试金属管(1)端部有法兰时， 可在辅助金属管状件(6)端部配置与之匹配的法兰， 两法 兰间采用螺栓 (16) 把合并用胶圈 (17) 密封。 权 利 要 求 书 CN 104122042 A 2 1。
8、/4 页 3 一种大直径焊接结构金属管道的耐压测试方法 技术领域 0001 本发明涉及对大直径焊接结构金属管道 1 进行耐压检测技术领域， 是一种焊接结 构金属管道 1 的结构耐压测试方法。 背景技术 0002 焊接结构金属管道是一种常用的传输系统构件， 可用于输油、 输水、 输气等各个领 域。焊接结构金属管道的耐压能力和密封性是衡量其生产质量的重要标准。为了保证焊接 结构金属管道服役过程中的安全性， 按照相关标准， 通常在正式使用前对其进行耐压测试。 传统的管道耐压测试方法为 ： 1)、 将管道两端采用密封板密封， 密封方式可以采用焊接， 也 可以采用法兰与密封胶圈配合的方式实现 ； 2)、。
9、 通过预留管路向密封腔内注水或者注气打 压， 外接压力表实时监测压力值 ； 3)、 在设定的待测压力下静置一定时间， 观察待测管道外 壁是否有漏水或者开裂的状况， 获得其耐压能力。 0003 当管道直径较大时， 例如管道直径大于 500mm 时， 具体耐压测试方式如图 1 所示， 将待测焊接结构金属管道 (1) 与凸型密封板 (2) 密封， 在密封板 (2) 上部预留排气口 (3) 和进水口 (4)， 在进水口 (4) 一侧放置压力表 (5)。假设管道直径为 D， 测试压力为 P， 采用 此种传统管道耐压测试方法时， 管道与密封板的连接部轴向受力 F 可以表示为 ： 0004 F PD2/4 。
10、0005 由上述公式可以看出， 采用传统方法测试管道的耐压能力时， 管道与密封板的连 接部轴向受力与待测管道直径的平方成正比。 因此， 管道直径变大时， 管道与密封件的连接 部往往比待测管壁受力更大， 这种情况下进行耐压测试， 通常存在管道与密封件连接部先 行失效的风险， 进而导致对管壁的耐压能力测试失败， 甚至引起安全事故。 发明内容 0006 本发明提供一种安全性能高,用水量少,且可用于高水压测试的焊接结构金属管 道的耐压测试方法。本发明的技术方案为 ： 0007 1) 在耐压测试焊接结构金属管道 (1) 内部同心位置插入一根长度略小的辅助金 属管状件 (6) ； 0008 2) 采用环形。
11、焊缝 (10) 将辅助金属管状件 (6) 一端焊接一块外径大于耐压测试焊 接结构金属管道 (1) 的外径、 内径与辅助金属管状件 (6) 内径相同的金属环板 (7)， 并将金 属环板 (7) 与耐压测试焊接结构金属管道 (1) 密封连接 ； 0009 3) 将辅助金属管状件 (6) 另外一端焊接一块外径小于耐压测试焊接结构金属管 道 (1) 的内径， 内径小于辅助金属管状件 (6) 内径的金属环板 (9) ； 0010 4) 在辅助金属管状件 (6) 内部加装支撑加强环板 (14) ； 0011 5) 采用中间胶圈 (12) 密封环形金属板 (8) 和金属环板 (9)， 之后采用螺柱 (11)。
12、 紧固， 环形金属板 (8) 表面预留排气孔 (13) 和进水孔 ； 0012 6) 密封焊接环形金属板 (8) 与耐压测试焊接结构金属管道 (1)， 在耐压测试焊接 说 明 书 CN 104122042 A 3 2/4 页 4 结构金属管道 (1) 和辅助金属管状件 (6) 之间形成了预留进水孔和排气孔 (13) 的环形密 封腔 ； 0013 7) 通过进水孔向环形密封腔内注水， 排气孔 (13) 排出腔内空气， 空气排尽后采用 焊接密封或者胶圈密封方式对排气孔 (13) 进行封堵 ； 0014 8) 继续向进水孔内注水加压， 采用压力表实时监测， 达到测试压力后静置一段时 间， 观察焊接结。
13、构金属管道 (1) 的密封性和耐压性能。 0015 技术效果 ： 0016 本发明提供了一种焊接结构金属管道的耐压测试方法 , 并提供了该方法对应的 装置及装配方式， 具有以下技术优点 ： 1、 假设耐压测试的压力为 P， 耐压测试的焊接结构金 属管道内径为 D， 辅助焊接结构金属管道的外径为 d， 则耐压测试过程中， 管道端面连接部 轴向受力 F 可以表示为 ： F P(D2-d2)/4， 与传统测试方法比， 本发明通过内置辅助金属 管， 降低了管道端面连接部的轴向受力程度。并且， 采用本发明提供的方法， 针对不同耐压 测试金属管的任意内径 D， 及任意的测试压力 P， 通过调整内置金属管的。
14、外径 d， 均可任意的 调整连接部的轴向受力 F， 使其在许用范围内， 因此本发明可用于大直径焊接结构金属管道 的较高压力耐压测试 ； 2、 根据本发明提供的方法， 当耐压测试焊接结构金属管道壁厚大于 辅助金属管状件壁厚时， 或者耐压测试金属管测试压力要求高于 10MPa， 或者耐压测试金属 管长径比大于 3 时， 在辅助金属管状件内部加装一个或多个支撑加强环板， 支撑加强环板 可以极大的提升内置辅助金属管状件的承压能力， 保证了其在测试压力下不会变形或者失 效。 附图说明 0017 图 1 是传统焊接结构金属管道耐压测试原理图。 0018 图 2 是两端无法兰接口的焊接结构金属圆管耐压测试装。
15、置装配图。 0019 图 3 是一端带法兰接口的焊接结构金属圆管耐压测试装置装配图。 0020 附图中 0021 1 焊接结构金属管 ； 2 凸型密封板 ； 0022 3 排气口 ； 4 进水口 ； 0023 5 压力表 ； 6 辅助金属管状件 ； 0024 7 环形金属板 ； 8 环形金属板 ； 0025 9 开螺纹孔的金属环板 ； 10 焊缝 ； 0026 11 螺柱 ； 12 胶圈 ； 0027 13 排气孔 ； 14 支撑加强环板 ； 0028 15 端部带法兰的焊接结构金属圆管 ； 16 螺栓 ； 0029 17 胶圈。 具体实施方式 ： 0030 本发明是一种安全性能高,用水量少,。
16、且可用于高水压测试的焊接结构金属管道 的耐压测试方法 , 其所针对的焊接结构金属管道直径大于等于 500mm， 本发明的具体实施 方式为 ： 说 明 书 CN 104122042 A 4 3/4 页 5 0031 实施例一 ： 如图 2 所示， 对于两端没有法兰的耐压测试焊接结构金属管道 1， 其耐 压测试装置及具体实施步骤如下 ： 1)、 在耐压测试焊接结构金属管道 1 内部同心位置插入 一根长度略小的辅助金属管状件 6 ； 2)、 将辅助金属管状件 6 一端焊接一块外径大于耐压测 试焊接结构金属管道 1 的外径、 内径与辅助金属管状件 6 内径相同的金属环板 7， 其焊缝为 10， 并将金。
17、属环板 7 与耐压测试焊接结构金属管道 1 密封焊接 ； 3)、 将辅助金属管状件 6 另 外一端焊接一块外径小于耐压测试焊接结构金属管道 1 的内径， 内径小于辅助金属管状件 6 内径的金属环板 9 ； 4)、 当耐压测试焊接结构金属管道 1 壁厚大于辅助金属管状件 6 壁厚 时， 或者耐压测试焊接结构金属管道1测试压力要求高于5MPa， 或者耐压测试金属管1的长 径比大于 3 时， 在辅助金属管状件 6 内部加装一个或多个支撑加强环板 14 ； 5)、 采用环形金 属板 8 密封金属环板 9， 密封方式为中间胶圈 12 密封之后螺柱 11 紧固， 环形金属板 8 表面 预留排气孔 13 和。
18、进水孔 ； 6)、 采用环形金属板 8 密封耐压测试焊接结构金属管道 1， 密封方 式为焊接密封。至此， 在耐压测试焊接结构金属管道 1 和辅助金属管状件 6 之间形成了预 留进水孔和排气孔 13 的环形密封腔 ； 7)、 通过进水孔向环形密封腔内注水， 排气孔 13 排出 腔内空气， 空气排尽后采用焊接密封或者胶圈密封方式对排气孔 13 进行封堵 ； 8)、 继续向 进水孔内注水加压， 采用压力表实时监测， 达到测试压力后封堵进水口 ； 9)、 在测试压力下 静置一段时间， 按照相关标准观察管道的密封性和耐压性能。 0032 实施例二 ： 如图 3 所示， 对于一端带法兰的耐压测试焊接结构金。
19、属管道 15， 其耐压 测试装置及具体实施步骤如下 ： 1)、 在耐压测试焊接结构金属管道 1 内部同心位置插入一 根长度略小的辅助金属管状件 6 ； 2)、 将辅助金属管状件 6 一端焊接一块外径大于耐压测 试焊接结构金属管道 1 的外径、 内径与辅助金属管状件 6 内径相同的金属环板 7， 其焊缝为 10， 并将金属环板 7 与耐压测试焊接结构金属管道 15 法兰板采用胶圈 17 密封 , 螺栓 16 紧 固 ； 3)、 将辅助金属管状件 6 另外一端焊接一块外径小于耐压测试焊接结构金属管道 1 的 内径， 内径小于辅助金属管状件 6 内径的金属环板 9 ； 4)、 当耐压测试焊接结构金属。
20、管道 1 壁厚大于辅助金属管状件 6 壁厚时， 或者耐压测试焊接结构金属管道 1 测试压力要求高于 5MPa， 或者耐压测试金属管 1 的长径比大于 3 时， 在辅助金属管状件 6 内部加装一个或多个 支撑加强环板 14 ； 5)、 采用环形金属板 8 密封金属环板 9， 密封方式为中间胶圈 12 密封之 后螺柱 11 紧固， 环形金属板 8 表面预留排气孔 13 和进水孔 ； 6)、 采用环形金属板 8 密封耐 压测试焊接结构金属管道 1， 密封方式为焊接密封。至此， 在耐压测试焊接结构金属管道 1 和辅助金属管状件 6 之间形成了预留进水孔和排气孔 13 的环形密封腔 ； 7)、 通过进水。
21、孔向 环形密封腔内注水， 排气孔 13 排出腔内空气， 空气排尽后采用焊接密封或者胶圈密封方式 对排气孔 13 进行封堵 ； 8)、 继续向进水孔内注水加压， 采用压力表实时监测， 达到测试压力 后封堵进水口 ； 9)、 在测试压力下静置一段时间， 按照相关标准观察管道的密封性和耐压性 能。 0033 对于两侧均带法兰的耐压测试焊接结构金属管道， 其耐压测试装置及实施方式参 考实施方案二进行， 唯一不同的是其两端法兰侧均采用胶圈密封， 螺栓紧固。 0034 本发明提出的焊接结构金属管道耐压测试方法， 安全性大幅度提高， 更节能、 更环 保 ； 此外， 针对大直径的焊接结构金属管道， 或者长度较大的焊接结构金属管道， 本发明方 法涉及的装置用水量小， 可测试的压力更高。 0035 最后， 本发明的保护范围并不限于上述的实施例。 显然， 本领域的技术人员可以对 说 明 书 CN 104122042 A 5 4/4 页 6 本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。 倘若这些改动和变形属于本发 明权利要求及其等同技术的范围内， 则本发明也意图包含这些改动和变形在内。 说 明 书 CN 104122042 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104122042 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 104122042 A 8 。