一种钢管全尺寸水压爆破实验的安全防护系统的制作方法

本实用新型属于石油、天然气运输管道防护领域，涉及一种适用于钢管全尺寸水压爆破实验的安全防护系统。

背景技术：

管道运输是石油、天然气的一种大规模而经济的输送方式，是目前油气输送的主要形式，它对城市的发展以及壮大起着重要的作用。

油气管道特别是天然气管道发展的一个重要趋势是采用大口径高压输送及选用高钢级管材。采用高压输送可减小管径，通过高钢级管材的开发和应用可减小钢管的壁厚和重量，减少焊接时间，降低管道成本和建设成本。例如采用管材X100比X65和X70节约费用约30％，节约管道建设成本约10％～12％。20世纪50～60年代输气管道的输送最高压力为6.3MPa，70～80年代最高压力为10MPa，90年代已达到14MPa。国外新建天然气管道的设计工作压力都在10MPa以上。目前，输气管道的设计和运行压力已达到15～20MPa，有些管道甚至考虑采用更高的压力。

随着越来越多大口径、高压输气管道的设计施工，对管道的安全可靠性要求也越来越高。对油气管道用钢管进行全尺寸水压及爆破试验，检验其疲劳裂纹扩展速率、极限载荷以及疲劳寿命等，进而评价其适用性能，是保证高压输气管道安全可靠性的最有效的手段。

钢管进行全尺寸水压及爆破实验时，尤其是对大管径高压力的钢管，存在较大的安全风险，需要安全可靠的防护系统以确保实验安全。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种钢管进行全尺寸水压及爆破实验时的安全防护系统。基于此防护系统，可以有效消除钢管爆破时水波冲击以及钢管移动所产生的安全风险。本实用新型考虑了钢管试样的进出及安装、爆破时水的冲击角度、钢管的跳动以及爆破后水的排放方式等因素，可以方便、高效、安全的进行全尺寸水压及爆破实验。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种钢管全尺寸水压爆破实验的安全防护系统，包括在地下分布的实验爆破坑，沿实验爆破坑底部平行分布有若干根钢轨，防护掩体设置在实验爆破坑的两端部，试验钢管通过平板车架设放置在防护掩体下方的钢轨上，在放置试验钢管侧设有液压千斤顶。

进一步，所述平板车通过牵引绳连接由电机带动的牵引系统。

进一步，所述液压千斤顶的顶部设有旋转支架，旋转支架与试验钢管的管径弧度相对应。

进一步，所述实验爆破坑的长度D为16000～20000mm。

进一步，所述防护掩体宽度A在试验钢管管径的5倍以上；防护掩体挂梁高度B为800～1000mm，防护掩体挂梁厚度C为600～800mm。

进一步，若干根钢轨每间隔1.5m布置一根。

本实用新型的特点在于：钢管进行全尺寸水压及爆破实验时的安全防护系统。基于此防护系统，可以有效消除钢管爆破时水波冲击以及钢管移动所产生的安全风险。

本实用新型考虑了钢管试样的进出及安装方便，设计了包括牵引系统、平板车、液压千斤顶及钢轨等部件的试样运送系统。

本实用新型考虑了钢管试样爆破时水的冲击角度和冲击能量，设计了防护掩体的高度、宽度及厚度。

考虑了钢管试样爆破后钢管的跳动的情况，设计液压千斤顶为可分开移动方式；并考虑了钢管试样爆破后水的排放情况，在液压千斤顶上设计了滚动装置以便将爆破口旋转至下部进而排放出管子内的水。

本实用新型提供的一种钢管进行全尺寸水压及爆破实验时的安全防护系统，可以方便、高效、安全的进行全尺寸水压及爆破实验。因此，其应用前景良好。

附图说明

图1是本实用新型实施例结构示意图；

图2是本实用新型实施例系统俯视图。

图中：1、平板车；2、试验钢管；3、防护掩体；4、牵引系统；5、钢轨；6、液压千斤顶；A.防护掩体宽度；B.防护掩体挂梁高度；C.防护掩体挂梁厚度；D.实验爆破坑的长度；E.试样入口宽度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2所示，一种钢管全尺寸水压爆破实验的安全防护系统，包括在地下分布的实验爆破坑，沿实验爆破坑底部平行分布有若干根钢轨5，选用普通钢轨，每间隔1.5米布置一根。防护掩体3设置在实验爆破坑的两端部，试验钢管2通过平板车1架设放置在防护掩体3下方的钢轨5上，平板车1通过牵引绳连接由电机带动的牵引系统4。在放置试验钢管2侧设有液压千斤顶6，液压千斤顶6的顶部设有旋转支架，旋转支架与试验钢管2的管径弧度相对应。

系统中，实验爆破坑的长度D为16000～20000mm。防护掩体宽度A在试验钢管2管径的5倍以上；防护掩体挂梁高度B为800～1000mm，防护掩体挂梁厚度C为600～800mm。

下面给出一个具体实施例来进行说明。

针对直径范围为Φ60mm至Φ1440mm的钢管进行水压爆破试验，安全防护系统的各项参数如下：防护掩体宽度A为3000mm，防护掩体挂梁高度B为800mm，防护掩体挂梁厚度C为600mm，防护系统长度D为16000mm，试样入口宽度E为4000mm。平板车和液压千斤顶均选用可以承受20吨重量的产品，牵引系统选用可施加10吨拉力的马达和相应的绳索。

本实用新型设计的防护掩体的高度、宽度及厚度，考虑了钢管试样爆破时水的冲击角度和冲击能量，保证了实验安全；包括牵引系统、平板车、液压千斤顶及钢轨等部件的试样运送系统方便钢管试样的进出及安装；设计液压千斤顶为可分开移动方式，解决了钢管试样爆破后钢管跳动移位难于处理的情况。

试验时，试验钢管放在平板车上送至爆破坑内室，利用液压千斤顶顶起试验钢管后，撤回小车，然后降低液压千斤顶的高度，将试验钢管放在钢轨上，撤掉液压千斤顶后进行试验；试验完成后，分别移动千斤顶至爆破后管子的位置，再利用液压千斤顶顶起管子放置在平板车上，将管子拉出。在液压千斤顶上设计了滚动旋转装置，以便将爆破口旋转至下部进而排放出管子内的水。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。