Стендовые испытания композитных материалов

Качество композитных материалов НГП-Технологии («ПЭКМ-ГЕРМЕТ», «ПЭКМ-ИЗОЛ», муфта П1) подтверждены стендовыми испытаниями на прочность и долговечность, проведенными ОАО ЦТД «Диаскан» (дочернее общество ОАО «АК «Транснефть»).

Испытания проводились на двух образцах трубы Ду720х9 класс прочности К52 с искусственно нанесенными дефектами:

• «Продольна потеря металла с трещиной» протяженностью 405 мм,
• «Непровар в корне сварного шва» протяженностью 1355 мм (60% от окружности трубы).

И в том и в другом случае максимальная глубина дефекта составляла 69% от номинальной толщины стенки трубы.

Испытания начались через 24 часа после заливки муфты композитным материалом и проводились в 4 этапа:

1 ЭТАП

Квазистатические испытания, воспроизводящие максимальную нагруженность трубопровода при его запуске:

• 3 цикла нагружения (в течение 1,5 мин.) внутренним давлением от 0,8 МПа до 8,05 МПа;
• 10 циклов нагружения (в течение 5 мин.) внутренним давлением от 0,7 МПа до 7,0 МПа. Помимо данных испытаний внутренним давлением, применяется и дополнительная нагрузка образца трубы на изгиб: а) максимальная величина изгибающего момента 757 кНм (килоньютон-метр); б) минимальная величина изгибающего момента 631 кНм, что вызывает изгибные напряжения в стенки трубы от 0,5 до 0,6 минимального значения предела текучести материала трубы.

Надо отметить, что нанесенные дефекты находятся в средней части испытываемой трубы в нижней ее части – то есть находятся в зоне максимальных растягивающих напряжений от изгиба.

• Статическое нагружение внутренним давлением 7,83 МПа с выдержкой в течение 24 часов.
• Статическое нагружение внутренним давлением 7,0 МПа с выдержкой в течение 12 часов.

2 ЭТАП

Набор прочности. После проведения 1 Этапа испытаний, производится выдержка композитно-муфтовой ремонтной конструкции в течение 120 часов при внутренним давлении 0 МПа.

3 ЭТАП

Испытания на прочность и долговечность. Производится 10000 циклов нагружения циклическим внутренним давлением с дополнительной нагрузкой образца трубы на изгиб, что соответствует 30 годам эксплуатации:

• максимальное давление 7,0 МПа,
• минимальное давление 0,7 МПа,
• максимальная величина изгибающего момента 757 кНм (килоньютон-метр);
• минимальная величина изгибающего момента 631 кНм.

4 ЭТАП

Испытания на статическую прочность. Проводится нагружение внутренним давлением 8,7 МПа, создающим в стенке трубы кольцевые напряжения равные 105% от минимального предела текучести материала трубы, с выдержкой в течение 2 часов.

Нужно отметить, что пределом текучести называют напряжение, при котором начинает развиваться заметная пластическая деформация. После прохождения предела текучести в металле начинают происходить необратимые изменения, перестраивается кристаллическая решетка металла, появляются значительные пластические деформации.

Композитные материалы производства НГП-Технологии успешно прошли все этапы испытаний: отсутствовало разрушение образца трубы и композитной муфты, отсутствовало возникновение течи и запотевания в области композитной муфты, что зафиксировано в Актах по результатам испытаний.

Проведенные испытания показали, что композитная муфта НГП-Технологии разгружает трубу в зоне дефекта и тем самым повышает ее прочность и долговечность на срок не менее 30 лет, что является аналогичным сроку службы новой трубы.

Проведение стендовых испытаний ОАО ЦТД «Диаскан»