[发明专利]一种端面密封薄壁钢管静水压检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄壁钢管静水压试验机及薄壁钢管静水压检测方法领域，特别涉及一种检验径厚比大于20的用于输送石油、天然气等流体的薄壁钢管的承压能力的端面密封静水压试验机以及在端面密封条件下的薄壁钢管静水压检测方法。 

背景技术

为了保证石油、天然气管道输送用钢管运行的安全可靠，输送用钢管在制造过程中均要进行静水压试验，以检验钢管的承压能力及其可靠性。当前，很多钢管制造厂所采用的钢管静水压试验设备为端面密封水压试验机。尽管现行有效的制管规范或标准为这种静水压试验方法推荐了计算静水压试验压力的公式，即目前实际采用的压力补偿公式，但运用该压力补偿公式计算给定规格钢管的静水压试验压力值时，需要首先确定出推动端面密封试压头以实现端面密封效果的推进油缸(以下简称为端面密封液压油缸)的内压力大小才行，而此时该公式中的端面密封液压油缸的内压力值却是一个未知量，且其大小与静水压试验压力值相互关联，因而根本无法通过该压力补偿公式获得所需的钢管静水压试验压力值。 

钢管静水压试验是钢管制造工艺流程中用于检验钢管承压能力及其可靠性的重要工序之一。为了确保钢管产品的质量，要求每根钢管均必须进行静水压试验，并且在规定的稳压时间内不得出现渗漏现象。 

截止到目前，钢管制造厂通常采用如下方法来确定端面密封静水压试验压力值的大小：参照径向密封水压试验机的试压头推进油缸的内压力值，先设定出端面密封水压试验机的端面密封液压油缸的内压力值，再将此值代入压力补偿公式中进行计算。实际上，这种确定端面密封条件下的钢管静水压试验压力值的做法是错误的。导致这一错误产生的直接原因就是：只看到压力补偿公式中的数学关系，没有理解该公式中所隐藏的物理关系。 

事实上，无论采用径向密封还是端面密封，试压钢管的静水压试验压力只与钢管规格、材质及试验要求、试验条件有关。而对试压头推进油缸的内压力的要求则是：在保证静水压试验压力发生变化的整个试验过程中不允许发生泄漏情况的同时，还要使因其施加于管端上的纵向压力始终处于最低值。因此， 是端面密封液压油缸的内压力随静水压试验压力的大小而定，而不是相反。所以，虽然压力补偿公式反映了端面密封静水压试验压力值与端面密封液压油缸的内压力值两者之间的数学关系，但在端面密封静水压试验压力值与端面密封液压油缸的内压力值两者均为未知数的情况下，无视该式中的内在物理关系，企图通过设定端面密封液压油缸的内压力大小以求出端面密封静水压试验压力值的做法，是不可行的。 

发明内容

本发明的目的是提供薄壁钢管静水压的检测方法，使用本检测方法可以有效解决端面密封条件下的薄壁钢管静水压试验压力检测问题。 

采用的技术方案是： 

一种端面密封薄壁钢管静水压检测方法，使用设备是端面密封钢管静水压试验机，所述的试验机包括试验机本体、液压系统、水压系统和电控系统。 

试验机本体包括主体、主试压头装置、第一组拉力柱、第二组拉力柱、后固定支架装置、副试压头装置、托辊装置和夹紧装置。主体与副试压头装置通过所述的两组结构相同的第一组拉力柱和第二组拉力柱连接。 

主体通常设计为固定式，它包括：前固定支架、主液压缸(即端面密封液压油缸)、两个侧液压缸及控制完成相关液压传动所用的一部分设施装置。 

前固定支架为焊接结构，主液压缸、两个侧液压缸及控制完成相关液压传动所用的一部分设施装置均安装在前固定支架上。 

主液压缸为一柱塞式液压油缸，主液压缸的缸体固定在前固定支架中部，主液压缸的柱塞的前端与主试压头装置的支撑框固定连接。主液压缸是承受试压薄壁钢管静水压试验总压力的唯一动力设备，通过油压比例系统的控制，主液压缸的内压力可随试压薄壁钢管内部所储水的压力变化而变化，并保证其压力与试压薄壁钢管内部所储水的压力始终保持一种动态平衡。 

所述的两个侧液压缸分别左右对称地水平布置在主液压缸的两侧。两个侧液压缸的缸体固定在前固定支架上，两个侧液压缸的两个活塞杆分别与主试压头装置的支撑框固定连接，用于带动主试压头装置和主液压缸的柱塞前后移动。 

主试压头装置包括主压头行走装置、低压充水阀、低压充水伸缩管、高压充水阀、高压充水软管、主压头座和主试压头本体。 

主压头行走装置由支撑框架和第一行走轮组成，支撑框架为一焊接结构，支撑框架的下部装设有第一行走轮，支撑框架的一端与主压头座为固定连接，支撑框架的另一端用法兰、螺栓分别与主液压缸的柱塞、两个侧液压缸的活塞 杆相连接。第一行走轮为一对或两对。