今天給大家帶來的分享是關于陸地或近海用端部連接耐火試驗的內容。如果您對用于下述試驗所用到的相關試驗裝置感興趣，歡迎與我們聯系！

1、總則

1.1 范圍

本章規定了燃燒條件下對在陸上或近海用 SY/T 5127-2002 規定的端部連接的承壓性能進行試驗和評價的程序。本章的性能要求是為各規格或壓力等級的端部連接確定可接受的標準極限。本章不涉及海洋平臺可能遇到的火災情況。

燃燒期指燃燒后直至大部分火焰熄滅所需要的最長時間。通常，耐火試驗的實際燃燒持續時間比預期的時間要長。

1.2 耐火試驗

1.2.1 端部連接耐火試驗應用水作為試驗介質。隔離在試驗裝置中的水的總體積不應超過一個圓筒形容器的體積，容器的直徑等于被試端部連接的標稱尺寸，長度等于被試端部連接標稱尺寸的兩倍。端部連接的中軸線方向應保持垂直或水平。為了驗證端部連接在抗彎和抗壓設計性能，要求進行第二個試驗。

1.2.2 被試端部連接應置于由熱電偶和熱量計制成的溫度和火焰測試裝置中（參見圖 1）。試驗裝置應至少包括三個熱量計塊和三個熱電偶，它們應在端部連接圓周面均勻分布，如圖 2 中所示。兩個熱量計之間的最大間隔為 305^3）mm（12in）。另外有兩個熱量計塊和熱電偶應分別在端部連接的兩側，置于法蘭長度 3/2 處或孔直徑兩倍距離處，取其較大者。所在位置是圓周位置上距著火點最遠處。

①-壓力源；②-調壓泄壓閥；③-儲水罐；④-刻度觀測計；⑤-水源；⑥-截止閥；⑦-壓力表；⑧-收集凝氣的管道；⑨-試驗用外罩[端部連接的任何部分和外罩之間的水平間隙至少為150mm（6in）]；⑩-外罩的高度至少高出端部連接頂部150mm（6in）；?-被試端部連接應水平或垂直安裝；?-可燃氣供至燃燒器；?-熱量計塊；?-火焰溫度熱電偶；?-截止閥；?-排放閥；?-止回閥

圖 1 推薦的端部連接耐火試驗系統示意圖

熱量計塊應由碳鋼材料制成的邊長為 38mm（1¹/₂in）的一個立方體塊，以及安裝在其中心的一個熱電偶組成，參見圖 2。

注1：立方體材質為碳鋼。注2：一般公差為±0.8mm（±0.03in）

圖 2 熱量計塊

1.2.3 試驗壓力應是端部連接額定工作壓力的 75%。

1.2.4 燃燒過程應從點火開始至少持續 30min，詳見"2"。

1.3 彎曲試驗

在燃燒持續 25min 后，應在被試端部連接的端部施加一個彎矩。端部連接應能承受該彎矩且不應出現超出可接受水平的泄漏，并記錄和報告泄漏量。

圖 3 和圖 4 所示為兩種施加彎矩的推薦方法。如按圖  5進行測試，液壓油缸同時對連接件施加拉力和彎矩。應確定油缸的規格以確保其產生的拉力不超過連接件端部總壓力載荷的 10%。

1——彎曲構件；2——被試連接；3——活塞氣缸

圖 3 帶一個活塞式液壓缸的典型彎曲試驗裝置

1——彎曲構件；2——受拉活塞；3——被試連接；4——受壓活塞

圖 4 帶兩個活塞式液壓缸的典型彎曲試驗裝置

施加彎矩的任何裝置應設計成能夠安全承受試驗載荷，并且不會在連接件與火焰間形成隔離。

1.4 泄漏試驗

端部連接的泄漏試驗應通過圖 5 中所示的測試裝置進行準確的收集和測量。端部連接的主密封外部應有一個由耐高溫材料（如石墨或金屬箔填料）制成的二級密封。應在端部連接鉆兩個泄漏孔，從連接件的外部至主密封和二級密封之間的區域形成一個閉合腔。被試連接是由兩個端部連接相對組成的。

1——被試連接；2——補償管線；3——泄漏管線；4——冷凝器；5——濾液器；6——濾氣器；7——收集器

圖 5 測漏系統

應將兩根等長的管線連接在泄漏孔上。將第三根等長的管線堵上并與這兩根管線一樣安裝在測試裝置上。第三根管線用作補償泄漏管線中膨脹的空氣。

如圖 5 所示，這三條管線應依次通過冷凝器、濾液器和濾氣器，最后通至量筒中以進行泄漏測量。如用氮氣代替濾器中的水，見 2.1 j）中的規定。如果整個試驗過程都用水，那么可以不用濾液器和濾氣器，直接將冷凝器中出來的液體排入量筒中。也可以不用那根補償管線。

將從連接泄漏孔的兩條管線排出的液量相加，然后減去從補償管線排出的液量的兩倍即泄漏量。

對于彎曲試驗，通過如圖 6 所列一個或多個熱電偶顯示溫度持續降低 93℃（200℉）或者更低而測試到的持續泄漏情況可以用來表示彎矩。該試驗裝置可以代替上述的泄漏試驗系統。

1——熱電偶；2——熱量計

注：三個熱量計均勻分布在接頭周圍。對于 179mm（7¹/₁₆in）和更小的連接，熱電偶間的間距最大為45°；對于大于 179mm（7¹/₁₆in）的連接，熱電偶間距最大為 30°。

圖 6 陸上用熱電偶和熱量計的彎曲試驗位置

2、試驗程序

2.1 試驗步驟（參見圖 1）

a）向圖 5 所示的泄漏管線施加壓力至少至 0.034MPa（5psi），以確保二級密封是有效的。

b）用干燥的氮氣吹洗泄漏管線，以確保管線內暢通無阻。

c）打開供水閥門（見圖 1 中 ⑤ 和 ⑥）和排放閥（見圖 1 中 ? 和 ?），使水流經整個系統，并排除空氣。

d）關閉注水閥（見圖 1 中 ⑤）和排放閥（見圖 1 中 ? 和 ?），系統應完全充滿水。

e）向系統施加適當的試驗壓力（見表 1），在燃燒和冷卻期保持該壓力。如果壓力回復的累計時間不超過 2min，且任何泄漏都在驗收準則之內，那么允許出現暫時的壓降。

f）開啟燃料供應閥，點火并監測火焰溫度。兩個熱電偶（見圖 1 中 ?）的平均溫度應在 2min 之內達到 761℃（1400℉）。根據 g），在熱電偶的平均溫度達到 650℃（1200℉）之前，保持平均溫度在 761℃?980℃（1400℉~1800℉）之間，燃燒的其余時間內熱電偶讀數不應低于 704℃（1300℉），達到那個溫度值后，可以將火焰調節到 g）要求的任何溫度以維持熱量計溫度。

g）熱量計（見圖 1 中 ?）的平均溫度在點火 15min 之內應達到 650℃（1200℉）。在燃燒期間熱量計最小平均溫度應維持在 650℃（1200℉），任何熱量計溫度不得低于 565℃（1050℉）。

h）燃燒期間每隔 30s 記錄一次儀表的讀數（見圖 1 中 ⑦，? 和 ?）。

i）在燃燒期（30min）結束時，關閉燃料閥。

j）將連接件空冷（或允許的冷卻方式）到 100℃（212℉）或更低。可用氮氣維持試驗連接件在這期間的壓力。

k）將端部連接泄壓。

1）向被試連接件施加壓力，試驗壓力見表 1。

m）至少保持試驗壓力 5min。

n）如果要對端部連接進行彎曲試驗，重復一次步驟 a）?h）。

o）燃燒 25min之后，向彎曲試驗中連接件施加彎矩。

P）每增加一次彎矩，至少暫停 15s，記錄下彎矩，并觀測總泄漏量是否超過試驗允許的泄漏量，或者，如果用了圖 6 或圖 7 中的熱電偶組，觀察泄漏情況。

q）在保持總泄漏量不超過最大允許泄漏量的情況下，記錄最大彎矩。

r）記錄火焰燃燒和熄滅的持續時間。連接件可以在此時泄壓。

表 1 試驗壓力

1——熱電偶；2——熱量計；3——燃燒器

注：對于 179mm（7¹/₁₆in）和更小的連接，熱電偶間的間距最大為 45°；對于大于 179mm（7¹/₁₆in）的連接，熱電偶間距最大為 30°。

圖 7 陸上海岸用燃燒器、熱電偶和熱量計的彎曲試驗位置

2.2 試驗調整

在試驗期間，除了被試件，可對測試系統進行調節，以保持試驗符合本標準相關規定。

3、性能要求

3.1 驗收準則

3.1.1 非彎曲試驗

對于圖 5 所示測漏系統，在燃燒期和冷卻期間，以及降壓和再次加壓之后的 5min之內，主密封墊環周長上每毫米允許泄漏量 0.04mL/min（每英寸允許泄漏量 1mL/min）。

3.1.2 彎曲試驗

a）測漏系統：對于圖 5 所示測漏系統，在未加載的燃燒過程和在每次增加彎矩期間，主密封墊環周長上每毫米允許泄漏量 0.04mL/min（每英寸允許泄漏量 1mL/min）。

b）熱電偶陣列：對于圖 6 所示熱電偶陣列，允許泄漏量是在未加載的燃燒過程和在每次增加彎矩期間，引起陣列中任何熱電偶顯示的溫度持續下降至低于 93℃（200℉）時的泄漏量。

c）彎矩要求：施加的不會引起過多泄漏量的彎矩不應低于連接件承載能力的 75%，彎矩或者由 API TR 6AF 中的數據確定或由制造商形成文件的設計參數決定。

4、安全防護

由于被試連接件的設計和試驗程序的原因，壓力邊界組件可能存在爆裂的潛在危險，所以對試驗人員應提供安全防護。