大直径承压管道单个接缝处水压试验装置及水压试验方法
【专利摘要】本发明提供一种大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，包括内固定环、顶固件、承压钢圈、进水装置、排气装置以及密封圈；内固定环由顶固件中紧固螺栓和螺帽固定在承压钢圈的内部；进水装置包括第一顶板、第一套管以及动力装置；第一顶板固定在承压钢圈的内壁上；第一套管的一端固定在第一顶板上，另一端与动力装置连接；动力装置与第一套管之间设有压力表；排气装置包括第二顶板以及第二套管；第二顶板固定在承压钢圈的内壁上；第二套管的一端固定在第二顶板上，另一端设有密封装置，整体结构精简，使用方便且成本低。本发明还公开上述水压试验装置的水压试验方法，采用单接口水压试验，施工简单，大大节约水资源、节省注水及排水的时间。
【专利说明】大直径承压管道单个接缝处水压试验装置及水压试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带钢性接头有压管道用水压试验装置领域，特别地，涉及一种大直径(DN > 800mm)承压管道单个接缝处水压试验装置及水压试验方法。
【背景技术】
[0002]给水工程中配水管网、工业化工工程中输送管网中多数管道采用压力管道，压力管道的水压试验是对管道的接口、管材、施工质量的全面检查，也是工程验收之前必须履行的一个试验项目。
[0003]传统球墨铸铁管道试压方案米用管道分段试压,一般施工500m左右的管道后对管道两端进行封闭，在管道内注满水，整体管道施工完成再进行整体试压，传统方法有以下弊端:(I)采用转接头在球墨铸铁上连接钢管，在钢管上用钢板做堵头，然后再在管道内进行满水试压，由于工艺管道管径大，用水量大，成本高，而且需要在管道外部开挖工作坑，增加土方工作量，增加施工成本；(2)检测出问题后，由于管线太长，调整难度大；(3)影响土方回填时间，管道外露时间过长，土方不及时回填容易产生管道受到损害，如地下水丰富的话又不及时抽水的话由于没有覆土，局部管道容易浮起，破坏管道接口，而且管道的接口 一旦破坏，必须拆除管道重新连接。
[0004]因此，发明一种成本低、施工方便、节省资源的水压试验装置以及水压试验方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的第一目的在于提供一种结构精简、成本低、施工方便的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，具体技术方案如下:
[0006]一种大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，包括内固定环、顶固件、承压钢圈、进水装置、排气装置以及独立设置的密封圈；
[0007]所述顶固件包括顶板以及紧固螺栓，所述顶板设置在所述承压钢圈的内壁上，所述紧固螺栓的一端设置在所述顶板上，另一端上设有与其相匹配的螺帽；
[0008]所述内固定环通过所述紧固螺栓和螺帽的配合固定在所述承压钢圈的内部；
[0009]所述进水装置包括第一顶板、第一套管以及动力装置；所述第一顶板固定设置在所述承压钢圈的内壁上；所述第一套管的一端固定在所述第一顶板上，另一端与所述动力装置连接；所述第一顶板、密封圈以及所述承压钢圈上均设有与所述第一套管的内部相通的第一孔；所述动力装置与所述第一套管之间设有压力表；
[0010]所述排气装置包括第二顶板以及第二套管；所述第二顶板固定设置在所述承压钢圈的内壁上；所述第二套管的一端固定在所述第二顶板上，另一端设有密封装置；所述第二顶板、密封圈以及所述承压钢圈上均设有与所述第二套管的内部相通的第二孔。
[0011]以上技术方案中优选的，所述动力装置为试压机，所述试压机与所述第一套管之间通过软管连接。[0012]以上技术方案中优选的，所述第二套管的内壁上设有内螺纹，所述密封装置为带有螺杆的密封螺母，且螺杆上设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹。
[0013]以上技术方案中优选的，所述第一顶板以及所述第二顶板均焊接在所述承压钢圈的内壁上；所述第一套管的一端焊接在所述第一顶板上；所述第二套管的一端焊接在所述第二顶板上。
[0014]以上技术方案中优选的，所述密封圈的材质为橡胶；所述承压钢圈的材质为C型钢；所述内固定环的材质为槽钢；所述顶板的材质为钢板。
[0015]为了达到更好的技术效果，还包括能沿管道内壁向前滑动的滚轮组，所述滚轮组包括固定部件、固定盒、支撑件、滚轮轴以及滚轮，所述固定盒通过所述固定部件活动固定在所述内固定环上，所述支撑件设置在所述内固定环与承压钢圈之间，且其一端固定在所述固定盒上，所述滚轮轴设置在所述支撑件上，所述滚轮设置在所述滚轮轴上。
[0016]应用本发明的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，具有以下技术效果:
[0017](I)装置包括内固定环、顶固件、承压钢圈、进水装置、排气装置以及独立设置的密封圈几大部分，整体结构精简，施工中使用方便且生产成本低。
[0018](2)本发明的动力装置为试压机，且所述试压机与所述第一套管之间通过软管连接，方便拆卸和运输。
[0019](3)本发明排气装置采用带有螺杆的密封螺母进行密封，操作方便且密封性能好。
[0020](4)本发明中第一顶板以及第二顶板与承压钢圈之间、第一套管与第一顶板之间以及第二套管与第二顶板之间均采用焊接，稳定性好，且使用寿命长。
[0021](5)本发明的密封圈的材质选用橡胶、承压钢圈的材质选用C型钢、内固定环的材质选用槽钢以及顶板的材质选用钢板，材料容易获得，且能发挥其各自的优势，使得整套装置实用性强。
[0022](6)本发明还可以设置有能沿管道内壁向前滑动的滚轮组，当水压试验完成后，在滚轮组的带动下，整套水压试验装置整体向前移动进行下一次水压试验，装置移动方便，省时省力，实用性强。
[0023]本发明的第二目的在于提供一种上述大直径承压管道单个接缝处水压试验装置的水压试验方法，具体包括以下步骤:
[0024]第一步:将管道组对，检查合格后，将密封圈紧贴在管道组的接口处内壁外侧；
[0025]第二步:将承压钢圈紧扣在所述密封圈上，且承压钢圈上设置有排气装置的部位处于管道(I)内壁的最顶部位置；
[0026]第三步:旋转所述内固定环上顶固件的螺帽，将所述承压钢圈紧压在所述密封圈的外侧，所述密封圈与管道接口处形成封闭空腔；
[0027]第四步:通过动力装置向封闭空腔内注水，同时打开密封装置，待所述密封空腔内注满水后关闭密封装置，进行水压试验；
[0028]第五步:水压试验完成后，拆除水压试验装置。
[0029]其中，所述第一步中的所述检查合格是指管道内无异物、管道接口无破损以及橡胶圈无变形且无断裂；其中，所述水压试验具体为:通过动力装置分级升高封闭空腔内的压力，待压力表的读数达到预设定值时，观察并记录其压降值；其中，所述第五步中的拆除水压试验装置的具体步骤为:旋转螺帽使得顶固件上的顶板离开所述承压钢圈的内壁表面，取出密封圈，再将所述承压钢圈和所述内固定环绑扎成一体。
[0030]应用本发明的水压试验方法，施工简单；采用单个接缝处水压试验，大大节约用水以及节省注水和排水的时间，实用性强。
[0031]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0033]图1是本发明优选实施例1的整体示意图；
[0034]图2是图1中顶固件连接处的正面结构示意图；
[0035]图3是图1中顶固件连接处的侧面结构示意图；
[0036]图4是图1中进水装置连接处的正面结构示意图；
[0037]图5是图1中进水装置连接处的侧面结构示意图；
[0038]图6是图1中排气装置连接处的正面结构示意图；
[0039]图7是图1中排气装置连接处的侧面结构示意图；
[0040]图8是图1中滚轮组的安装结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0042]实施例1:
[0043]一种大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，包括内固定环2、顶固件3、承压钢圈5、进水装置6、排气装置7、独立设置的密封圈4以及滑轮组8，其用于管道I进行水压试验时的结构示意图如图1所示，整体结构精简，使用方便且成本低。
[0044]所述顶固件3包括顶板31、固定卡33以及紧固螺栓35，所述顶板31设置在所述承压钢圈5的内壁上，所述紧固螺栓35的一端设置在所述顶板31的螺孔32内且通过所述固定卡33固定，另一端上设有与其相匹配的螺帽34，如图2和图3。
[0045]管道I组队后，两管道之间通过法兰装置连接，法兰装置具体包括:管道压盘法兰
11、管道连接螺栓12、管道连接法兰13以及管道连接密封用橡胶圈14，详见图3、图5以及图7，其他附图中省略法兰装置。
[0046]所述内固定环2通过所述紧固螺栓35和螺帽34的配合固定在所述承压钢圈5的内部。
[0047]所述进水装置6包括第一顶板61、第一套管62以及动力装置，所述动力装置为试压机，所述试压机与第一套管62之间通过软管连接，方便拆卸、安装以及运输；所述第一顶板61焊接设置在所述承压钢圈5的内壁上；所述第一套管62的一端焊接在所述第一顶板61上，另一端与所述动力装置连接；所述第一顶板61、密封圈4以及所述承压钢圈5上均设有与所述第一套管62的内部相通的第一孔；所述动力装置与所述第一套管62之间设有压力表，用于进行水压试验时监控压力的变化，详见图4和图5。[0048]所述排气装置7包括第二顶板71以及第二套管72 ;所述第二顶板71焊接在所述承压钢圈5的内壁上；所述第二套管72的一端焊接在所述第二顶板11上，另一端设有密封装置73 ;所述第二顶板71、密封圈4以及所述承压钢圈5上均设有与所述第二套管72的内部相通的第二孔，其中所述第二套管72的内壁上设有内螺纹，所述密封装置73为带有螺杆的密封螺母，且螺杆上设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，详见图6和图7。
[0049]所述滚轮组8能沿管道内壁向前滑动，具体包括固定部件81、固定盒82、支撑件83、滚轮轴84以及滚轮85，所述固定盒82通过所述固定部件81活动固定在所述内固定环2上，所述支撑件83设置在所述内固定环2与承压钢圈5之间，且其一端固定在所述固定盒82上，所述滚轮轴84设置在所述支撑件83上，所述滚轮85设置在所述滚轮轴84上；所述固定盒82上设有带内螺纹的孔，所述固定部件81选用带有螺杆的螺帽，且螺杆上设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，详见图8，当水压试验完成后，在滚轮组的带动下，整套水压试验装置整体向前移动进行下一次水压试验，装置移动方便，省时省力，实用性强。
[0050]以上技术方案中所述密封圈4的材质选用橡胶；所述承压钢圈5的材质选用C型钢；所述内固定环2的材质选用槽钢；所述顶板31的材质选用钢板，材料容易获得，且能发挥其各自的优势，使得整套装置实用性强。
[0051 ] 采用本发明大直径承压管道单个接缝处水压试验装置的水压试验方法，包括以下步骤:
[0052]第一步:将管道I组对，检查合格后，将密封圈4紧贴在管道组的接口处内壁外侧，其中所述检查合格是指管道内无异物、管道接口无破损以及橡胶圈无变形且无断裂；
[0053]第二步:将承压钢圈5紧扣在所述密封圈4上，且承压钢圈5上设置有排气装置7的部位处于管道I内壁的最顶部位置；
[0054]第三步:旋转所述内固定环2上顶固件3的螺帽34，将所述承压钢圈5紧压在所述密封圈4的外侧，所述密封圈4与管道接口处形成封闭空腔15 ；
[0055]第四步:通过动力装置向封闭空腔15内注水，同时打开密封装置73，待所述密封空腔内注满水后关闭密封装置73，进行水压试验，具体为通过动力装置分级升高封闭空腔15内的压力，待压力表的读数达到预设定值时，观察并记录其压降值，来检测管道接缝质量;
[0056]第五步:水压试验完成后，拆除水压试验装置，具体为旋转螺帽34使得顶固件3上的顶板31离开所述承压钢圈5的内壁表面，取出密封圈4，再将所述承压钢圈5和所述内固定环2绑扎成一体，将固定部件81中的螺帽拧紧，将绑扎成一体后的承压钢圈5以及内固定环2固定在滚轮组8上，滚轮组8的滑轮85下落至与管道I的内壁上，将整个装置往前推进，进行下一道管道接缝的检验。
[0057]以某项目为例，管道内经为2400mm,管段长度为每5m—个接缝，总长度为85km。单个管口接缝处试压需用水约3kg。表I为现有技术与本发明技术的对比分析表:
[0058]表I现有技术与本发明技术水压试验参数对照表
[0059]
【权利要求】
1.一种大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，其特征在于:包括内固定环(2)、顶固件(3)、承压钢圈(5)、进水装置(6)、排气装置(7)以及独立设置的密封圈(4)； 所述顶固件(3)包括顶板(31)以及紧固螺栓(35)，所述顶板(31)设置在所述承压钢圈(5)的内壁上，所述紧固螺栓(35)的一端设置在所述顶板(31)上，另一端上设有与其相匹配的螺帽(34)； 所述内固定环(2)通过所述紧固螺栓(35)以及螺帽(34)固定在所述承压钢圈(5)的内部； 所述进水装置(6)包括第一顶板(61)、第一套管(62)以及动力装置；所述第一顶板(61)固定设置在所述承压钢圈(5)的内壁上；所述第一套管(62)的一端固定在所述第一顶板(61)上，另一端与所述动力装置连接；所述第一顶板(61)、密封圈(4)以及所述承压钢圈(5)上均设有与所述第一套管(62)的内部相通的第一孔；所述动力装置与所述第一套管(62)之间设有压力表； 所述排气装置(7)包括第二顶板(71)以及第二套管(72);所述第二顶板(71)固定设置在所述承压钢圈(5)的内壁上；所述第二套管(72)的一端固定在所述第二顶板(11)上，另一端设有密封装置(73);所述第二顶板(71)、密封圈(4)以及所述承压钢圈(5)上均设有与所述第二套管(72)的内部相通的第二孔。
2.根据权利要求1所述的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，其特征在于:所述动力装置为试压机，所述试压机与所述第一套管(62)之间通过软管连接。`
3.根据权利要求1所述的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，其特征在于:所述第二套管(72)的内壁上设有内螺纹，所述密封装置(73)为带有螺杆的密封螺母，且螺杆上设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹。
4.根据权利要求1所述的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，其特征在于:所述第一顶板(61)以及所述第二顶板(71)均焊接在所述承压钢圈(5)的内壁上；所述第一套管(62)的一端焊接在所述第一顶板(61)上；所述第二套管(72)的一端焊接在所述第二顶板(11)上。
5.根据权利要求1所述的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，其特征在于:所述密封圈(4)的材质为橡胶；所述承压钢圈(5)的材质为C型钢；所述内固定环(2)的材质为槽钢；所述顶板(31)的材质为钢板。
6.根据权利要求1所述的大直径承压管道单个接缝处水压试验装置，其特征在于:还包括能沿管道内壁向前滑动的滚轮组(8)，所述滚轮组(8)包括固定部件(81)、固定盒(82)、支撑件(83)、滚轮轴(84)以及滚轮(85)，所述固定盒(82)通过所述固定部件(81)活动固定在所述内固定环(2)上，所述支撑件(83)设置在所述内固定环(2)与承压钢圈(5)之间，且其一端固定在所述固定盒(82)上，所述滚轮轴(84)设置在所述支撑件(83)上，所述滚轮(85)设置在所述滚轮轴(84)上。
7.一种采用如权利要求1-6任意一项所述大直径承压管道单个接缝处水压试验装置的水压试验方法，其特征在于:包括以下步骤: a、将管道组对，检查合格后，将密封圈(4)紧贴在管道组的接口处内壁外侧； b、将承压钢圈(5)紧扣在所述密封圈(4)上，且承压钢圈(5)上设置有排气装置(7)的部位处于管道(I)内壁的最顶部位置；C、旋转所述内固定环(2)上顶固件(3)的螺帽(34)，将所述承压钢圈(5)紧压在所述密封圈(4)的外侧，所述密封圈(4)与管道接口处形成封闭空腔(15)； d、通过动力装置向封闭空腔(15)内注水，同时打开密封装置(73)，待所述密封空腔内注满水后关闭密封装置(73),进行水压试验； e、水压试验完成后,拆除水压试验装置。
8.根据权利要求7所述的水压试验方法，其特征在于:所述步骤a中的所述检查合格是指管道内无异物、管道接口无破损，且橡胶圈没有变形或断裂。
9.根据权利要求7所述的水压试验方法，其特征在于:所述水压试验具体为:通过动力装置分级升高封闭空腔(15)内的压力，待压力表的读数达到预设定值时，观察并记录其压降值。
10.根据权利要求7所述的水压试验方法，其特征在于:所述步骤e中的拆除水压试验装置的具体步骤为:旋转螺帽(34)使得顶固件(3)上的顶板(31)离开所述承压钢圈(5)的内壁表面，取出密封圈(4 )， 再将所述承压钢圈(5 )和所述内固定环(2 )绑扎成一体。
【文档编号】G01N3/12GK103558090SQ201310576280
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】汤浪洪, 徐望, 蒋婧, 朱紫艳, 刘骁, 谢卫夫 申请人:中建五局工业设备安装有限公司