高压天然气管道专用管材适用性测试实验台的制作方法

本实用新型涉及石油天然气行业管道检测领域，具体为一种输送石油天然气行业管材适用性测试装置。

背景技术：

随着社会的发展，尤其是科学技术的不断进步，大大促进了社会生产力的飞速发展；在社会飞速发展过程中，需要提供大量的能源为其发展注入持续的发展动力；而各种能源因各个地区天然的条件，贮藏不均匀。

面对日益竞争激烈的国际环境，全球范围内对能源需求的日益增加极大的促进了高压输送管线的建设步伐。随着油气资源需求量的大幅度增加,世界各国均加大油气资源开采量以满足市场需要。许多油气资源中都含有魄等酸性腐蚀介质,虽然长距离管道输送之前,油田会对油气进行净化处理,但酸性服役环境导致的应力腐蚀和氢致开裂事故仍时有出现。

因此,无论是酸性油气田,还是煤制气管道输送,都需要对输送管道用管材的适用性进行测试。在酸性环境用管线钢耐腐蚀性能的表征以及测试方法,主要厂家通常按照标准中规定的方法对管线钢的抗性能进行测试。“金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验”规定了含硫化氢的酸性水溶液中受拉伸应力的金属抗开裂破坏性能试验。其中包含的四种试验方法分别为拉伸试验,弯梁试验,环形试验,双悬臂梁试验。除了这些标准规定方法之外,为了深入研究管线钢的机理,一些实验室测试技术也得到了快速发展,主要包括慢应变速率拉伸试验方法、锥形试样拉伸测试方法、弯曲试样的悬臂梁测试方法等。这些方法有一个共同的特点就是需要从钢管管体或焊缝典型位置将小型试样切取出来,试样所处的应力状态与钢管所处的应力状态会发生较大改变,由于结构因素也是影响管线钢抗腐蚀性能的主要因素之一,因此这些方法所得到测试结果在真实服役状态下的适用性有待考量。

此外,随着管线钢开发技术的快速发展,大应变管线钢,超高压钢级管线钢在管线建设中将得到广泛应用,这就意味着每条油气输送管道在不同地区采用的管材从化学成分、组织、性能等方面都将存在较大差异,从而给管材在真实服役状态下的适用性考量带来较大的技术难度,目前尚未有装置和方法可以集成解决这一问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种通过模拟真实运行环境，经长期的实验跟踪和对管道测试后，能够对输送管道用管材适用性进行全面、准确评估，有效减少因管材适用性问题导致的输送管道失效事故的发生的高压天然气管道专用管材适用性测试实验台。

本实用新型的目的是这样实现的：

高压天然气管道专用管材适用性测试实验台，包括测试运行试验装置7，以及设置在测试运行试验装置7中间的被测试实验管环；测试运行试验装置7的一端设置有进气口3，另一端设置有出气口4；设置在被测试实验管环内部的集成传感器装置通过进气口3与外部的控制装置1及集成仪表连接；被测试实验管环外部设置有马鞍漏磁检测仪17；

所述的进气口3通过设置有进气口阀门2的进气管路与气源连接；所述的出气口4通过设置有出气口阀门5的出气管路连接集气箱6；

所述的马鞍漏磁检测仪17包括检测仪壳体，设置在壳体底部与被测试实验管环接触的滚轮16，以及设置在壳体内部的用于接收磁化线圈14产生的磁通线的磁化器15；

所述的集成传感器装置包括设置在被测试实验管环内壁上的磁化线圈14，所述的磁化线圈连接电源12，电源12连接磁化线圈14的电路上设置有受控制装置1控制的开关13；

所述的被测试实验管环由4段将要测试的天然气管材取样组成，包括依次通过连接密气连接的第一样管8、第二样管9、第三样管10和第四样管11；

所述的4段样管的两侧均加工有密封焊接连接的坡口；

所述的测试运行试验装置7的两端面分别用堵头密封焊接，测试运行试验装置7的内壁设置有与控制装置1连接的温度传感器、湿度传感器和压力传感器。

积极有益效果：本实用新型无需从钢管管体或焊缝典型位置将小型试样切取出来，而是从输送管道的若干典型管材的管体特征位置直接切取较大体积的试验管环；因此试验管环所处的应力状态与钢管所处的应力状态不会发生较大改变，消除了结构因素对管线钢适用性测试的影响，可以更加准确的模拟管材的真实服役情况。可以对输送管道用管材适用性进行全面、准确评估，有效减少因管材适用性问题导致的输送管道失效事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中为：控制装置1、进气口阀门2、进气口3、出气口4、出气口阀门5、集气箱6、测试运行试验装置7、第一样管8、第二样管9、第三样管10和第四样管11、电源12、开关13、

磁化线圈14、磁化器15、滚轮16、马鞍漏磁检测仪17。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，高压天然气管道专用管材适用性测试实验台，包括测试运行试验装置7，以及设置设置在测试运行试验装置7中间的被测试实验管环；测试运行试验装置7的一端设置有进气口3，另一端设置有出气口4；设置在被测试实验管环内部的集成传感器装置通过进气口3与外部的控制装置1及集成仪表连接；被测试实验管环外部设置有马鞍漏磁检测仪17；

所述的进气口3通过设置有进气口阀门2的进气管路与气源连接；所述的出气口4通过设置有出气口阀门5的出气管路连接集气箱6；

所述的马鞍漏磁检测仪17包括检测仪壳体，设置在壳体底部与被测试实验管环接触的滚轮16，以及设置在壳体内部的用于接收磁化线圈14产生的磁通线的磁化器15；

所述的集成传感器装置包括设置在被测试实验管环内壁上的磁化线圈14，所述的磁化线圈连接电源12，电源12连接磁化线圈14的电路上设置有受控制装置1控制的开关13；

所述的被测试实验管环由4段将要测试的天然气管材取样组成，包括依次通过连接密气连接的第一样管8、第二样管9、第三样管10和第四样管11；

所述的4段样管的两侧均加工有密封焊接连接的坡口；

所述的测试运行试验装置7的两端面分别用堵头密封焊接，测试运行试验装置7的内壁设置有与控制装置1连接的温度传感器、湿度传感器和压力传感器。

实施例

1.先将要测试的天然气管材按照要求取样4段，如图1中第一样管8、第二样管9、第三样管10和第四样管11，每段切成35厘米长；第一样管8、第二样管9、第三样管10和第四样管11的两侧分别加工坡口,再将若干段样管环依次通过焊接密封相连，坡口形式及焊接工艺按照管材的现场实际环焊作业的工艺参数进行，最后与运行试验装置7焊接连接；

2.测试运行试验装置7的气密性实验和压力性实验，压力性实验根据管道燃气标准GB50028-2006进行；

3. 打开控制装置1、进气口阀门2，关闭出气口阀门5，让燃气逐渐通入到运行试验装置7中，直到控制装置1中的温度、湿度和压力达到模拟工况，控制装置1控制进气口阀门2关闭；

4. 控制装置1将开关13开启，电源12开始通电工作，磁化线圈14开始产生磁通线； 电源12要求电压24伏特，电流0.48安培；

5. 打开马鞍漏磁检测仪17，在磁化器15中接收磁化线圈14产生的磁通线；沿管道周长方向移动马鞍漏磁检测仪17上的滚轮16，继续接收磁化线圈14产生的磁通线；

6. 待到实验时间结束， 打开出气口阀门5，将实验用燃气通入集气箱6中，集中燃烧处理；

7. 在马鞍漏磁检测仪17上找到磁通量的变化，进而计算实验管环8的腐蚀程度；

8. 将实验用第一样管8、第二样管9、第三样管10和第四样管11取下，将第二样管9进行拉伸实验，第三样管10进行冲击实验，第四样管11进行DWTT实验。

本实用新型可以准确的模拟管线运行参数温度、压力以及真实服役环境,最终结合实验设计对试验管环的管体、焊缝等特征位置进行取样分析,能够对输送管道用管材适用性进行全面、准确评估,有效减少因管材适用性问题导致的输送管道失效事故的发生。