專利名稱：鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油領(lǐng)域，特別涉及一種鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置用于模擬高壓、大口徑、大壁厚、高鋼級(jí)油氣輸送管承受實(shí)際服役載荷狀態(tài)，以測(cè)量、評(píng)估其抗屈曲變形能力及應(yīng)變強(qiáng)化能力。
背景技術(shù)：
在鋼管彎曲變形試驗(yàn)中，試驗(yàn)管直徑、壁厚變化范圍比較大，為了使試驗(yàn)結(jié)果具有可比性，則要求具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠根據(jù)試驗(yàn)管的直徑、壁厚，選用不同長度的試驗(yàn)管進(jìn)行試驗(yàn)。相應(yīng)的，試驗(yàn)管的機(jī)械加載系統(tǒng)，也應(yīng)具不同長度試驗(yàn)管的安裝調(diào)整裝置，以滿足相應(yīng)的試驗(yàn)要求。目前國內(nèi)尚無鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)試驗(yàn)管進(jìn)行機(jī)械加載的方式總體比較簡單，對(duì)不同直徑及長度的天然氣輸送試驗(yàn)管進(jìn)行彎曲變形試驗(yàn)時(shí)，彎曲載荷的施加方式也有一定的難度，不能滿足不同長度試驗(yàn)管的試驗(yàn)及對(duì)比工作要求。可見，不同長度試驗(yàn)管的機(jī)械加載調(diào)整不便，給鋼管的整體變形性能檢驗(yàn)及研究工作帶來許多困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)不能滿足不同長度試驗(yàn)管的試驗(yàn)的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置。所述技術(shù)方案如下:一種鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置包括基礎(chǔ)支撐、承力梁、固定側(cè)力臂、移動(dòng)側(cè)力臂、油缸、法蘭、滾動(dòng)支撐及調(diào)整節(jié)，所述基礎(chǔ)支撐固定在地面，用于支撐；所述承力梁安裝在所述基礎(chǔ)支撐上，用以接收和傳遞所述油缸的加載力，所述承力梁的一端與所述固定側(cè)力臂鉸接，所述承力梁的另一端與所述移動(dòng)側(cè)力臂連接；所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂的前端各自設(shè)有兩個(gè)所述滾動(dòng)支撐，所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂的中部各自設(shè)有兩個(gè)所述滾動(dòng)支撐，所述滾動(dòng)支撐用以帶動(dòng)所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂移動(dòng)；所述油缸的活塞桿與連接在所述承力梁上的所述移動(dòng)側(cè)力臂固定連接，通過所述活塞桿的伸縮，實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)側(cè)力臂在所述承力梁上的水平移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)側(cè)力臂水平移動(dòng)和擺動(dòng)，以及實(shí)現(xiàn)所述固定側(cè)力臂相對(duì)鉸接點(diǎn)的擺動(dòng)；所述調(diào)整節(jié)至少為一個(gè)，并且安裝在所述承力梁靠近所述固定測(cè)力臂的那端，通過改變所述調(diào)整節(jié)的使用數(shù)量，以適應(yīng)試驗(yàn)管的不同長度的調(diào)節(jié)；所述法蘭為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂中的遠(yuǎn)離所述承力梁的那端，所述法蘭用于連接試驗(yàn)管。具體地，作為優(yōu)選，所述滾動(dòng)支撐包括支撐件、中心固定軸、推力軸承、上球軸承、下球軸承、滾輪架、軸及滾輪，
所述支撐件連接的中心設(shè)置著所述中心固定軸，所述中心固定軸上依次設(shè)置著所述推力軸承、所述上球軸承、所述下球軸承及所述滾輪架，所述上球軸承和所述下球軸承之間設(shè)有滾珠，所述下球軸承安裝在軸承座上，所述滾輪架中設(shè)置有所述軸，所述軸上安裝著所述滾輪。具體地，作為優(yōu)選，所述承力梁由上下布置的兩個(gè)H形梁組成。具體地，作為優(yōu)選，所述基礎(chǔ)支撐包括設(shè)置在所述承力梁兩端的H形梁，及分散設(shè)置在所述承力梁中部的多個(gè)H形梁。進(jìn)一步地，所述調(diào)整裝置還包括至少兩個(gè)過渡環(huán)，所述至少兩個(gè)過渡環(huán)分別設(shè)置在兩個(gè)所述法蘭的端部。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供一種操作方便、安全可靠、適用于不同長度試驗(yàn)管的安裝調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置適用于不同直徑、壁厚的高壓、高鋼級(jí)油氣輸送管的彎曲加載試驗(yàn)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置的俯視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述調(diào)整裝置的立體圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述承載梁與所述固定側(cè)力臂連接處的立體圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述移動(dòng)側(cè)力臂與所述油缸連接處的立體圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述滾動(dòng)支撐的立體圖；圖6是是本發(fā)明實(shí)施例所述滾動(dòng)支撐的剖視圖。100移動(dòng)側(cè)力臂，200 法蘭，300 過渡環(huán)，400 試驗(yàn)管，500固定側(cè)力臂，600 調(diào)整節(jié)，700 承力梁，800基礎(chǔ)支撐，900 油缸，1000滾動(dòng)支撐，10推力軸承，11上球軸承，12下球軸承，13滾輪架，14滾輪，15支撐件，16軸承座，17軸，18中心固定軸，19滾珠。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖1及圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述一種鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置，包括基礎(chǔ)支撐800、承力梁700、固定側(cè)力臂500、移動(dòng)側(cè)力臂100、油缸900、法蘭200、滾動(dòng)支撐1000及調(diào)整節(jié)600，所述基礎(chǔ)支撐800固定在地面，用于支撐；所述承力梁700安裝在所述基礎(chǔ)支撐800上，用以接收和傳遞所述油缸900的加載力，所述承力梁700的一端與所述固定側(cè)力臂500鉸接，所述承力梁700的另一端與所述移動(dòng)側(cè)力臂100連接；所述固定側(cè)力臂500及所述移動(dòng)側(cè)力臂100的前端各自設(shè)有兩個(gè)所述滾動(dòng)支撐1000，所述固定側(cè)力臂500及所述移動(dòng)側(cè)力臂100的中部各自設(shè)有兩個(gè)所述滾動(dòng)支撐1000，所述滾動(dòng)支撐1000用以帶動(dòng)所述固定側(cè)力臂500及所述移動(dòng)側(cè)力臂100移動(dòng)；所述油缸900的活塞桿與連接在所述承力梁700上的所述移動(dòng)側(cè)力臂100固定連接，通過所述活塞桿的伸縮，實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)側(cè)力臂100在所述承力梁700上的水平移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)側(cè)力臂100水平移動(dòng)和擺動(dòng)，以及實(shí)現(xiàn)所述固定側(cè)力臂500相對(duì)鉸接點(diǎn)的擺動(dòng)；所述調(diào)整節(jié)600至少為一個(gè)，并且安裝在所述承力梁700靠近所述固定測(cè)力臂的那端，通過改變所述調(diào)整節(jié)600的使用數(shù)量，以適應(yīng)試驗(yàn)管400的不同長度的調(diào)節(jié)；所述法蘭200為兩個(gè),分別設(shè)置在所述固定側(cè)力臂500及所述移動(dòng)側(cè)力臂100中的遠(yuǎn)離所述承力梁700的那端，所述法蘭200用于連接試驗(yàn)管400。由此可見，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供一種操作方便、安全可靠、適用于不同長度試驗(yàn)管400的安裝調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置適用于不同直徑、壁厚的高壓、高鋼級(jí)油氣輸送管的彎曲加載試驗(yàn)。具體地，在鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)中，固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100的自重大，承受載荷大。如果選擇固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100在地面上通過滑動(dòng)運(yùn)行，即固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100在加載移動(dòng)時(shí)與地面之間是面接觸,使得固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100與地面之間的摩擦力比較大，同時(shí)使加載油缸900的負(fù)荷大幅增加，加之試驗(yàn)管400直徑和長度不同，造成試驗(yàn)過程中固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100的水平移動(dòng)軌跡不規(guī)則，給鋼管彎曲變形試驗(yàn)帶來困難。因此，本實(shí)施例中選擇固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100在地面上通過滾動(dòng)運(yùn)行，具體地,作為優(yōu)選,如圖5及圖6所示,所述滾動(dòng)支撐1000包括支撐件15、中心固定軸18、推力軸承10、上球軸承11、下球軸承、滾輪架13、軸17及滾輪14，所述支撐件15連接的中心設(shè)置著所述中心固定軸18，所述中心固定軸18上依次設(shè)置著所述推力軸承10、所述上球軸承11、所述下球軸承12及所述滾輪架13，所述上球軸承11和所述下球軸承12之間設(shè)有滾珠19，所述下球軸承12安裝在軸承座16上，所述滾輪架13中設(shè)置有所述軸17，所述軸17上安裝著所述滾輪14。如圖5及圖6所示，以設(shè)置在移動(dòng)側(cè)力臂100上的滾動(dòng)支撐1000為例加以說明，本實(shí)施例中的支撐件15連接在移動(dòng)側(cè)力臂100上，滾輪架13支撐在下球軸承12之下，推力軸承10、上球軸承11、下球軸承12繞中心固定軸18旋轉(zhuǎn)，使?jié)L輪架13實(shí)現(xiàn)水平360°轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪架13可以跟隨移動(dòng)側(cè)力臂100的移動(dòng)方向自由調(diào)節(jié)方向，使?jié)L輪12沿摩擦力最小方向移動(dòng)。推力軸承10支撐在上球軸承11之上，傳遞著來自移動(dòng)側(cè)力臂100的垂直和水平推力。上球軸承11和下球軸承12之間由充分潤滑的滾珠19支撐，從而提供了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的低摩擦水平。軸17穿過滾輪14和滾輪架13，同時(shí)保證了結(jié)構(gòu)與地面的水平相對(duì)運(yùn)動(dòng)的低摩擦力水平。如圖1及圖2所示，所述滾動(dòng)支撐1000在所述移動(dòng)側(cè)力臂100上形成了二自由度的支撐機(jī)構(gòu)，確保了移動(dòng)側(cè)力臂100以最小的摩擦阻力實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，解決了鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)移動(dòng)側(cè)力臂100和固定側(cè)力臂500不規(guī)則水平移動(dòng)的問題。如圖2所示，在油缸900對(duì)試驗(yàn)管400加載的過程中，安裝在固定側(cè)力臂500及移動(dòng)側(cè)力臂100上的滾動(dòng)支撐1000沿著基礎(chǔ)面滾動(dòng)，同時(shí)，移動(dòng)側(cè)力臂100通過安裝在其上的軸承座沿著承力梁700的上下兩個(gè)H型鋼進(jìn)行定向移動(dòng)，這樣可以限定油缸900的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)可以保證不會(huì)對(duì)整個(gè)加載系統(tǒng)產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象。如圖1及圖2所示，移動(dòng)側(cè)力臂100和固定側(cè)力臂500通過各自的四個(gè)滾動(dòng)支撐1000支撐,使移動(dòng)側(cè)力臂100和固定側(cè)力臂500的運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)；移動(dòng)側(cè)力臂100和固定側(cè)力臂500和支撐面的接觸方式由以往的面接觸方式變?yōu)榫€接觸方式，接觸面小，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力??；移動(dòng)側(cè)力臂100和固定側(cè)力臂500的移動(dòng)方式由以往的滑動(dòng)移動(dòng)方式變?yōu)闈L動(dòng)移動(dòng)方式，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力小；移動(dòng)側(cè)力臂100和固定側(cè)力臂500的線接觸滾動(dòng)摩擦阻力比過去的面接觸滑動(dòng)摩擦阻力大幅減小，運(yùn)動(dòng)更加靈活；移動(dòng)側(cè)力臂100中的二自由度水平移動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)具有移動(dòng)靈活、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、維護(hù)簡單的優(yōu)點(diǎn)。具體地，如圖2所示，調(diào)整節(jié)600與固定側(cè)力臂500及承載量螺栓連接，同時(shí)整體安置于基礎(chǔ)支撐800上，以避免試驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力作用于地面。 具體地，作為優(yōu)選，如圖3所示，承力梁700主要承受變形過程中結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的壓力，本實(shí)施例中，所述承力梁700由上下布置的兩個(gè)H形梁組成，上下布置的兩個(gè)H形梁采用了對(duì)接四梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，制造安裝方便，并通過搭配兩組具有類似承力結(jié)構(gòu)的調(diào)整節(jié)600，來滿足不同長度試驗(yàn)管400的長度變化要求，使試驗(yàn)管400的長度變化范圍可在8m和12m之間變化。具體地,作為優(yōu)選,如圖2所示,所述基礎(chǔ)支撐800包括設(shè)置在所述承力梁700兩端的H形梁，及分散設(shè)置在所述承力梁700中部的多個(gè)H形梁。進(jìn)一步地，由于試驗(yàn)管400與試驗(yàn)設(shè)備的連接采用了焊接方式，所以每次試驗(yàn)后都要使用機(jī)械手段去除上次試驗(yàn)焊接的熱影響區(qū)，以避免熱影響區(qū)材料的軟化導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。如果試驗(yàn)管400與法蘭200直接焊接，則數(shù)次試驗(yàn)后，法蘭200就因?yàn)槎啻吻懈疃鵁o法繼續(xù)使用。如圖1及圖2所示，所述調(diào)整裝置還包括至少兩個(gè)過渡環(huán)300，所述至少兩個(gè)過渡環(huán)300分別設(shè)置在兩個(gè)所述法蘭200的端部。故此在使用過渡環(huán)300的情況下，可以切割過渡環(huán)300的熱影響區(qū)，并且當(dāng)多次試驗(yàn)消耗完一個(gè)過渡環(huán)300時(shí)，可以再次安裝一組過渡環(huán)300,從而延長法蘭200的使用壽命。本發(fā)明屬于鋼管彎曲機(jī)械加載系統(tǒng)用的不同長度試驗(yàn)管400的調(diào)整裝置，本實(shí)施例中，調(diào)整節(jié)600共有三個(gè)，長度1000mm，尺寸及形式相同。過渡環(huán)300則根據(jù)不同的試驗(yàn)管400直徑、壁厚及長度而變化。試驗(yàn)時(shí)通過使用不同數(shù)量的調(diào)整節(jié)600和不同長度、直徑及壁厚的過渡環(huán)300組合而達(dá)到對(duì)不同長度試驗(yàn)管400的試驗(yàn)要求。試驗(yàn)管400長度變化范圍在6000 IOOOOmm之間。
具體地，在試驗(yàn)鋼管長度發(fā)生變化時(shí)，可以通過安裝/拆卸調(diào)整節(jié)600來滿足試驗(yàn)要求。例如，進(jìn)行8m長試驗(yàn)管400試驗(yàn)時(shí)，拆除兩組調(diào)整節(jié)600，進(jìn)行IOm長試驗(yàn)管400試驗(yàn)時(shí)，安裝一組調(diào)整節(jié)600，進(jìn)行12m長試驗(yàn)管400試驗(yàn)時(shí)，安裝兩組調(diào)整節(jié)600。不同長度試驗(yàn)管400的調(diào)整方法如下表1:表I不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整方法
權(quán)利要求
1.一種鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置，其特征在于，所述調(diào)整裝置包括基礎(chǔ)支撐、承力梁、固定側(cè)力臂、移動(dòng)側(cè)力臂、油缸、法蘭、滾動(dòng)支撐及調(diào)整節(jié)， 所述基礎(chǔ)支撐固定在地面，用于支撐； 所述承力梁安裝在所述基礎(chǔ)支撐上，用以接收和傳遞所述油缸的加載力，所述承力梁的一端與所述固定側(cè)力臂鉸接，所述承力梁的另一端與所述移動(dòng)側(cè)力臂連接； 所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂的前端各自設(shè)有兩個(gè)所述滾動(dòng)支撐，所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂的中部各自設(shè)有兩個(gè)所述滾動(dòng)支撐，所述滾動(dòng)支撐用以帶動(dòng)所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂移動(dòng)； 所述油缸的活塞桿與連接在所述承力梁上的所述移動(dòng)側(cè)力臂固定連接，通過所述活塞桿的伸縮，實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)側(cè)力臂在所述承力梁上的水平移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)側(cè)力臂水平移動(dòng)和擺動(dòng)，以及實(shí)現(xiàn)所述固定側(cè)力臂相對(duì)鉸接點(diǎn)的擺動(dòng)； 所述調(diào)整節(jié)至少為一個(gè)，并且安裝在所述承力梁靠近所述固定測(cè)力臂的那端，通過改變所述調(diào)整節(jié)的使用數(shù)量，以適應(yīng)試驗(yàn)管的不同長度的調(diào)節(jié)； 所述法蘭為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述固定側(cè)力臂及所述移動(dòng)側(cè)力臂中的遠(yuǎn)離所述承力梁的那端，所述法蘭用于連接試驗(yàn)管。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述滾動(dòng)支撐包括支撐件、中心固定軸、推力軸承、上球軸承、下球軸承、滾輪架、軸及滾輪， 所述支撐件連接的中心設(shè)置著所述中心固定軸，所述中心固定軸上依次設(shè)置著所述推力軸承、所述上球軸承、所述下球軸承及所述滾輪架，所述上球軸承和所述下球軸承之間設(shè)有滾珠，所述下球軸承安裝在軸承座上，所述滾輪架中設(shè)置有所述軸，所述軸上安裝著所述滾輪。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述承力梁由上下布置的兩個(gè)H形梁組成。
4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述基礎(chǔ)支撐包括設(shè)置在所述承力梁兩端的H形梁，及分散設(shè)置在所述承力梁中部的多個(gè)H形梁。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述調(diào)整裝置還包括至少兩個(gè)過渡環(huán)，所述至少兩個(gè)過渡環(huán)分別設(shè)置在兩個(gè)所述法蘭的端部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼管彎曲變形試驗(yàn)系統(tǒng)不同長度試驗(yàn)管的調(diào)整裝置，屬于石油領(lǐng)域。所述調(diào)整裝置包括基礎(chǔ)支撐、承力梁、固定側(cè)力臂、移動(dòng)側(cè)力臂、油缸、法蘭、滾動(dòng)支撐及調(diào)整節(jié)，基礎(chǔ)支撐固定在地面，承力梁安裝在所述基礎(chǔ)支撐上，承力梁的一端與固定側(cè)力臂鉸接，另一端與移動(dòng)側(cè)力臂連接，固定側(cè)力臂及移動(dòng)側(cè)力臂的前端及中部各自設(shè)有兩個(gè)滾動(dòng)支撐，油缸與移動(dòng)側(cè)力臂固定連接，調(diào)整節(jié)至少為一個(gè)并且安裝在承力梁上，法蘭為兩個(gè)分別設(shè)置在固定側(cè)力臂及移動(dòng)側(cè)力臂中。本發(fā)明實(shí)施例具有操作方便、安全可靠、適用于不同長度試驗(yàn)管的安裝的優(yōu)點(diǎn)，適用于不同直徑、壁厚的高壓、高鋼級(jí)油氣輸送管的彎曲加載試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/02GK103207110SQ20121001336
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者陳宏遠(yuǎn), 李彥峰, 吉玲康, 楊勇鳴, 馮耀榮, 左水利, 黃呈帥, 鄒海萍, 王海濤 申請(qǐng)人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所, 中國重型機(jī)械研究院有限公司