[發明專利]評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置與方法

在審

• 申請號: 201810341299.5
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108267396A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 鮮寧;姜放;榮明;陳勇彬;施岱艷;李科;李天雷;姜流
• 申請（專利權）人: 中國石油工程建設有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

1.一種評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置，其特征在于：包括環形管段加載組件、管端密封組件和無損檢測組件，所述加載組件包括外加載組件和內加載組件，其中：所述外加載組件為通過緊固件連接的對稱設置在環形試驗管段外壁的兩塊加載擋塊；所述內加載組件包括加載擋條和套筒螺母，所述加載擋條對稱設置在環形試驗管段內壁，在兩個加載擋條的相向面中部均設置有球面凹槽，所述套筒螺母兩端的半球型凸面放置在兩個加載擋條的球面凹槽內；所述管端密封組件包括設置在環形試驗管段兩端的密封環和密封蓋，在兩個密封蓋上均設置有管孔及其密封件；所述無損檢測組件包括超聲波檢測儀和氫通量測量儀，所述超聲波檢測儀和氫通量測量儀的探頭設置在環形試驗管段外壁。

2.根據權利要求1所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置，其特征在于：在所述加載擋塊上與環形試驗管段外壁接觸位置設置有圓弧形的凹槽。

3.根據權利要求1所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置，其特征在于：所述加載擋條和套筒螺母采用抗H2S開裂的耐蝕合金制成，在所述加載擋條表面涂有絕緣漆。

4.根據權利要求1所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置，其特征在于：在環形試驗管段兩端預制有螺紋孔，在所述密封蓋邊緣設置有螺紋孔，在密封環上設置有與密封蓋邊緣螺紋孔相匹配的小孔，所述管端密封組件與環形試驗管段通過緊固螺栓進行固定和拆卸。

5.根據權利要求1所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置，其特征在于：所述密封蓋和密封環采用耐H₂S的非金屬材料制成，其中密封環為彈性材料。

6.根據權利要求1所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的裝置，其特征在于：所述管孔為臺階螺紋孔。

7.一種評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、先對環形試驗管段進行加載，使其達到預期應變量；

步驟二、在環形試驗管段兩端依次放置密封環和密封蓋，旋動緊固螺栓壓緊密封環，在兩個密封蓋的管孔分別插入接管并擰緊管孔密封件；

步驟三、在兩個接管上分別設置閥門a和b，閥門a連通尾氣處理系統，閥門b連接試驗溶液系統，打開閥門a和b，從閥門b壓入酸性試驗溶液，管段中原有的氣體通過閥門a排入尾氣處理系統，壓入預期的試驗溶液后，關閉閥門a和b，開始試驗，試驗期間，在環形試驗管段外壁安裝超聲波檢測儀和氫通量測量儀的探頭，采用超聲波測量技術定期檢測環形管段各區域的裂紋萌生和擴展情況，采用氫通量測量技術監測氫滲透情況，從而實現全面地評估管線鋼在酸性環境中的抗開裂敏感性。

8.根據權利要求7所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的方法，其特征在于：在試驗期間，如果監測到氫滲透量明顯下降，則通過閥門b向試驗溶液中補充H2S氣體；如果裂紋長度超過判廢的標準，則停止試驗；試驗結束后，閥門a與氮氣瓶連通，閥門b與廢液處理系統連通，打開閥門a和b，通過閥門a注入氮氣將試驗溶液排放至廢液處理系統。

9.根據權利要求7所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的方法，其特征在于：對于小口徑環形試驗管段，則采用外加載組件進行加載：先將環形試驗管段放置在兩個加載擋塊凹槽之間，再用緊固件將兩塊加載擋塊連接起來，然后采用外部載荷縮小加載擋塊之間的間距，使管段發生變形，當管段的應變量達到預期時鎖緊緊固件的螺母。

10.根據權利要求7所述的評價管線鋼在酸性環境中抗開裂敏感性試驗的方法，其特征在于：對于大口徑環形試驗管段，則采用內加載組件進行加載：先將兩個加載擋條置于環形試驗管段中間位置，再將套筒螺母兩端的半球型凸面放置在兩個加載擋條的球面凹槽內，然后采用外部載荷旋出套筒螺母兩端的螺紋桿，使管段發生變形，當管段的應變量達到預期時鎖緊套筒螺母。