本實用新型涉及彎曲試驗裝置，特別涉及一種深水管道濕式保溫涂層靜態(tài)彎曲試驗裝置。

背景技術(shù)：

深水管道濕式保溫技術(shù)是一種保證原油流動性的關(guān)鍵技術(shù)，國外深水油氣資源的輸送主要采用這種方式。深海的復雜工況對于管道敷設(shè)提出了更高的要求，對于管道的整體彎曲性能有更苛刻的約束。濕式保溫管道需要進行彎曲模擬性能測試才能服役于生產(chǎn)。因此開發(fā)濕式保溫管道彎曲性能測試技術(shù)研究，有助于推動濕式保溫管道在國內(nèi)的應(yīng)用，可為深水油氣資源開發(fā)提供技術(shù)保障。

同時，深水濕式保溫管道新產(chǎn)品研發(fā)，需要進行全尺寸靜態(tài)彎曲載荷試驗，用以模擬鋪設(shè)環(huán)境下彎曲載荷對鋼管及其保溫層的影響，評價鋼管、濕式保溫層及保溫層節(jié)點的彎曲性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種深水管道濕式保溫涂層靜態(tài)彎曲試驗裝置，本裝置能夠模擬深海保溫管道鋪設(shè)過程中，全尺寸管道及保溫層受力彎曲情況，檢驗鋼管外表面保溫層、接頭處保溫層與鋼管之間、接頭處保溫層與管體保溫層之間的粘結(jié)狀態(tài)，并獲得試驗數(shù)據(jù)。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種深水管道濕式保溫涂層靜態(tài)彎曲試驗裝置，由裝置本體構(gòu)成，所述裝置本體包括機架，所述機架上設(shè)置有雙筒卷揚機和通過鋼絲繩與所述雙筒卷揚機相連接的定滑輪組、改向滑輪和延伸組合件，所述延伸組合件包括與所述雙筒卷揚機相連接的動滑輪組和連接固定試驗件的連接體；所述機架的前端設(shè)置有支撐所述試驗件并對所述試驗件進行翻轉(zhuǎn)的滾輪支架，所述滾輪支架的兩側(cè)分別設(shè)置有弧形彎曲模具和矯直模具，所述滾輪支架前端設(shè)置有固定所述試驗件的鉸座。

所述彎曲模具和所述矯直模具的半徑與所述試驗件的管徑相匹配。

所述機架上還設(shè)置有連接所述鋼絲繩的死繩固定器，所述死繩固定器上設(shè)置有拉力傳感器。

所述試驗裝置還包括與所述試驗件相連接的應(yīng)力應(yīng)變檢測裝置。

所述彎曲模具和所述矯直模具上均設(shè)置有行程開關(guān)。

所述機架和所述滾輪支架之間依次設(shè)置有滑動支撐平臺和過渡連接平臺。

所述滾輪支架的后端設(shè)置有防護梁。

所述彎曲模具和所述矯直模具分別通過模具支撐平臺固定在所述滾輪支架的兩側(cè)。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)縮小尺寸及單作用載荷的不足，通過更換全尺寸彎曲模具，可按多種不同的曲率半徑，對保溫管進行靜態(tài)彎曲試驗；

2、本實用新型通過延伸組合件的使用，減少了試驗件換向安裝所需的時間，能夠縮短模擬實際作業(yè)中正向彎曲、矯直彎曲后做反向彎曲過程轉(zhuǎn)換的時間；

3、本實用新型采用雙滾筒卷揚機，實現(xiàn)正方向彎曲功能，還能實現(xiàn)反方向的矯直功能，實現(xiàn)一機雙能的效果；

4、本實用新型所使用的主體承載架采用絞接、螺栓連接的安裝型式，拆裝方便，便于制造、運輸；

5、本實用新型在實際應(yīng)用中，實現(xiàn)了模擬深海保溫管道鋪設(shè)過程中，全尺寸管道及保溫層受力彎曲狀態(tài)，檢驗鋼管外表面保溫層、接頭處保溫層與鋼管之間、接頭處保溫層與管體保溫層之間的粘結(jié)狀態(tài)；

6、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單易行，易于實現(xiàn)彎曲功能，并全程可實現(xiàn)自動控制，自動記錄試驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了試驗功能。

附圖說明

圖1：本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本實用新型延伸組合件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本實用新型試驗件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本實用新型雙筒卷揚機結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標注：1、雙筒卷揚機；2、延伸組合件；3、機架；4、改向滑輪；5、定滑輪組；6、死繩固定器；7、滑動支撐平臺；8、過渡連接平臺；9、試驗件；10、彎曲模具；11、模具支撐平臺；12、鉸座；13、鉸座軸；14、模具支撐平臺；15、滾輪支架；16、矯直模具；17、防護梁；101、電機；102、減速器；103、彎曲卷筒；104、矯直卷筒；105、小齒輪；106、電動推桿；201、動滑輪組；202、上連接體；203、下連接體；204、接頭體；205、軸；206、擋繩棍；901、鋼管；902、鉸軸孔；903、保溫層；904、圓環(huán)鋼板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。

如附圖1至圖4所示，一種深水管道濕式保溫涂層靜態(tài)彎曲試驗裝置，由裝置本體構(gòu)成，所述裝置本體包括機架3，所述機架3上設(shè)置有雙筒卷揚機1和通過鋼絲繩與所述雙筒卷揚機1相連接的定滑輪組5、改向滑輪4和延伸組合件2，所述延伸組合件2包括擋繩棍206，動滑輪組201，接頭體204，軸205和連接體，所述連接體用于固定連接試驗件9，由上、下連接體202、203通過螺絲固定組合而成，其內(nèi)表面上設(shè)置有環(huán)形槽，所述連接體隨游動輪系運動，完成試驗件9的彎曲和矯直過程；所述接頭體204為整體鑄造式結(jié)構(gòu)，滿足彎曲和矯直加載過程中320t額定拉力的要求；所述動滑輪組201通過鋼絲繩與所述雙筒卷揚機1相連接；所述軸205用于固定所述接頭體204和動滑輪組201。

所述機架3的前端設(shè)置有滑動支撐平臺7，所述滑動支撐平臺7通過過渡連接平臺8連接有支撐所述試驗件9并對所述試驗件9進行翻轉(zhuǎn)的滾輪支架15，所述滾輪支架15的后端設(shè)置有防護梁17；所述滾輪支架15的兩側(cè)分別通過模具支撐平臺11、14固定設(shè)置有弧形彎曲模具10和矯直模具16，所述彎曲模具10和矯直模具16的半徑與所述試驗件9的管徑相匹配，每次試驗過程中，根據(jù)試驗件9管徑的不同，選用合適的不同半徑的彎曲模具10和矯直模具16配套使用；所述滾輪支架15前端設(shè)置有固定所述試驗件9的鉸座12，所述試驗件9通過鉸座軸13固定在所述鉸座12上。

所述機架3、滑動支撐平臺7、過渡連接平臺8、滾輪支架15、模具支撐平臺11、14、鉸座12和防護梁17組成了本實用新型的主體承載架，所述主體承載架用于布置、支承和固定模具、雙筒卷揚機1和試驗件9等，各部件之間通過銷軸或螺栓連接在一起，拆裝方便、易于制造、便于運輸。

本實用新型中，所述試驗件9包括鋼管901和包覆在鋼管901外表面的保溫層903，所述試驗件9的前端開設(shè)有用于裝配鉸座軸13的鉸軸孔902，所述試驗件9的后端設(shè)置有固定在鋼管901上、用于與所述延伸組合件2固定連接的圓形鋼板，所述圓環(huán)鋼板904卡在所述延伸組合件2的連接體內(nèi)的環(huán)形槽上的，完成所述試驗件9和延伸組合件2的固定連接，此外，所述圓環(huán)鋼板904的設(shè)置便于更換不同管徑的試驗件9。

為獲得本實用新型試驗裝置的試驗數(shù)據(jù)，所述機架3上還設(shè)置有連接所述鋼絲繩的死繩固定器6，所述死繩固定器6上設(shè)置有拉力傳感器；所述試驗裝置還設(shè)置有與所述試驗件9相連接的應(yīng)力應(yīng)變檢測裝置，所述應(yīng)力應(yīng)變檢測裝置的應(yīng)變片設(shè)置在所述試驗件9的保溫層903內(nèi)部和外部以獲得數(shù)據(jù)。

為實現(xiàn)本實用新型試驗裝置的自動控制，所述彎曲模具10和矯直模具16上均設(shè)置有行程開關(guān)。

采用本實用新型裝置進行試驗，首先將試驗件9安裝在鉸座12上和延伸組合件2的連接體內(nèi)。

正向彎曲工況時，雙筒卷揚機1的彎曲卷筒103過電機101、減速器102、大小齒輪驅(qū)動轉(zhuǎn)動，纏繞回收鋼絲繩，矯直卷筒104隨動。鋼絲繩通過改向滑輪4、動滑輪組201、定滑輪組5、延伸組合件2為試驗件9提供正向彎曲的拉力(如圖3箭頭所示)，試驗件9以鉸座軸13為中心在水平面轉(zhuǎn)動，直到與彎曲模具10貼緊到位。行程開關(guān)輸出到位信號，正向彎曲工況停止。通過死繩固定器6上安裝的拉力傳感器可測量到此時的彎曲拉力，而通過試驗件9保溫層903內(nèi)部的應(yīng)變片采集到的信號，應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)獲得此時的試驗件9的應(yīng)變值。試驗件9貼緊彎曲模具10之后，卷揚機電機101反轉(zhuǎn)，試驗件9在鋼絲繩控制下向初始位置反彈，反彈結(jié)束后，正向彎曲工況結(jié)束。

試驗件9反彈結(jié)束后，雙筒卷揚機1的小齒輪105在電動推桿106的推動下，自動嚙合到矯直卷筒104的齒圈上，矯直卷筒104通過電機101、減速器102、大小齒輪驅(qū)動轉(zhuǎn)動，纏繞回收鋼絲繩，彎曲卷筒103隨動，鋼絲繩通過改向滑輪4、動滑輪組201、定滑輪組5、延伸組合件2為試驗件9提供矯直的拉力(如圖3箭頭所示)，試驗件9以鉸座軸13為中心在水平面轉(zhuǎn)動，直到與矯直模具16貼緊到位。行程開關(guān)輸出到位信號，矯直工況停止。通過死繩固定器6上安裝的拉力傳感器可測量到此時的矯直拉力，通過試驗件9保溫層903內(nèi)部的應(yīng)變片采集到的信號，應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)獲得此時的試驗件9的應(yīng)變值。試驗件9貼緊矯直模具16之后，卷揚機電機101反轉(zhuǎn)，試驗件9在鋼絲繩控制下向初始位置反彈，反彈結(jié)束后，矯直彎曲工況結(jié)束。

試驗件9初始安裝時，預先落到向上升起的滾輪支架15上，通過滾輪的轉(zhuǎn)動，可以調(diào)整試驗件9的鉸軸孔902的位置，以便試驗件9的快速安裝，試驗件9安裝結(jié)束后，滾輪落下，開始正向彎曲。同時，在正向彎曲和矯直彎曲兩個工況之間，通過滾輪支架15可對試驗件9進行180°翻轉(zhuǎn)，使試驗件9鉸軸孔902兩側(cè)均能在兩個方向上受到正向彎曲。