一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管屬于非金屬?gòu)?fù)合管材熱拉伸測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。柔性復(fù)合管是通過復(fù)合管坯的下料、鎖管接頭、表面處理等工序制備的。首先將復(fù)合管固定在拉伸裝置的夾具上；其次在包裹復(fù)合管的筒形缸體內(nèi)注滿水并對(duì)缸筒內(nèi)的水進(jìn)行加熱；用水壓泵站向復(fù)合管內(nèi)注入定量的水，使管內(nèi)保持一定的壓力。缸體內(nèi)部介質(zhì)的熱傳遞作用使復(fù)合管表面溫度達(dá)到一個(gè)定值；最后對(duì)內(nèi)部受壓、外部受熱的復(fù)合管進(jìn)行機(jī)械拉伸，借助拉伸裝置上的各種傳感器測(cè)試熱拉伸過程中復(fù)合管的性能參量。本裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，其缸梁一體式設(shè)計(jì)能夠降低制造成本，提高加壓測(cè)試的安全性；同時(shí)也可獲得不同直徑管坯的多種性能參數(shù)，具有一定的通用性等。
【專利說明】
一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及管材拉伸試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，具體涉及一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，屬于非金屬?gòu)?fù)合管材拉伸性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合塑料高壓輸送工業(yè)用管道的工作環(huán)境比較惡劣，主要應(yīng)用在石油天然氣、海洋工程的油井井場(chǎng)或氣田的油氣集輸、注水、高壓注醇及污水處理等方面。在井場(chǎng)或氣田的豎井中工作時(shí)，管道軸向承受較大的拉力，內(nèi)部承受較高的注水壓力，并且管外壁在工作時(shí)浸泡在具有一定溫度和腐蝕性的介質(zhì)中，這種復(fù)雜的工作環(huán)境對(duì)管道的制造工藝和性能檢測(cè)設(shè)備具有很高的要求。
[0003]柔性復(fù)合塑料高壓輸送管是一種由塑料復(fù)合制成的新型工業(yè)用管道，復(fù)合管在組成上具有多層結(jié)構(gòu)，主要由內(nèi)芯層、纏繞層和外包覆層等組成，其中內(nèi)芯層起著密封、防腐和抗壓的作用;纏繞層主要起增大強(qiáng)度和抗壓的作用;外包覆層主要起防腐的作用，具有耐高壓、耐腐蝕、柔性好等優(yōu)點(diǎn)。目前在國(guó)內(nèi)柔性復(fù)合塑料管的生產(chǎn)工藝相對(duì)比較成熟，但在其熱拉伸、內(nèi)充壓等綜合性能測(cè)試方面仍然存在較大的問題和不足。目前沒有多功能的復(fù)合管性能測(cè)試設(shè)備能將復(fù)合管在豎井中的工作環(huán)境模擬出來，從而得到其軸向拉力、延伸率、內(nèi)部注水壓力及環(huán)境介質(zhì)的溫度等參量。因此研發(fā)柔性復(fù)合塑料管多功能測(cè)試裝備具有實(shí)際意義。正是基于該測(cè)試設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，本發(fā)明提供了一種新的軸向熱拉伸非金屬?gòu)?fù)合管的試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管的試驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠降低制造成本，提高加壓測(cè)試的安全性；同時(shí)也可獲得不同直徑管坯的多種性能參數(shù)，具有一定的通用性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案:
[0006]—種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，包括復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置、一體式缸體、加熱系統(tǒng)、復(fù)合管夾持裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、密封鎖緊裝置和傳感測(cè)量裝置:
[0007]—體式缸體，集成了受力梁和盛水功能，包括圓筒式缸體、左缸蓋、右缸蓋和頂部的密封缸蓋；
[0008]復(fù)合管夾持裝置，用于夾持復(fù)合管，包括管端夾具和接軸式夾具，管端夾具安裝在一體式缸體的左缸蓋處，接軸式夾具安裝在一體式缸體的右缸蓋中心的通孔處，接軸式夾具一端連接復(fù)合管，另一端連接機(jī)械傳動(dòng)裝置的中聯(lián)板；
[0009]復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置，用于給復(fù)合管內(nèi)部加壓，通過管路經(jīng)左缸蓋將加壓介質(zhì)輸送至復(fù)合管內(nèi)部；
[0010]加熱系統(tǒng)，用于給一體式缸體內(nèi)部的傳熱介質(zhì)加熱，其安裝在一體式缸體內(nèi)部；
[0011]機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于給復(fù)合管施加軸向拉伸應(yīng)力，包括左機(jī)架、中聯(lián)板、絲杠、右機(jī)架、減速箱及伺服電機(jī)等，左機(jī)架安裝在右缸蓋上，絲杠安裝在左機(jī)架和右機(jī)架之間，中聯(lián)板安裝在絲杠上，中聯(lián)板上固定在接軸式夾具的一端，伺服電機(jī)通過減速箱傳動(dòng)連接絲杠；
[0012]密封鎖緊裝置，用于一體式缸體的鎖緊和密封，包括安裝在右缸蓋及左機(jī)架上的密封圈及鎖緊螺栓等；
[0013I傳感測(cè)量裝置，用于測(cè)量復(fù)合管在熱拉伸變形過程中的物理參量，包括安裝在一體式缸體內(nèi)部的壓力傳感器和溫度傳感器，和安裝在接軸式夾具上的位移傳感器等。
[0014]進(jìn)一步的，所述復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置包括水壓栗站和止回閥組，水壓栗站通過管路輸送加壓介質(zhì)至復(fù)合管內(nèi)部，止回閥組安裝在水壓栗站與復(fù)合管內(nèi)部之間的管路上。
[0015]進(jìn)一步的，所述加熱系統(tǒng)為電阻加熱器，分別安裝在一體化缸體內(nèi)部的左缸蓋和右缸蓋上。
[0016]進(jìn)一步的，所述密封鎖緊裝置還包括密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手，密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手安裝在密封缸蓋上。
[0017]進(jìn)一步的，所述復(fù)合管夾持裝置設(shè)有不同尺寸規(guī)格的夾頭，以適應(yīng)不同直徑的復(fù)合管。
[0018]本發(fā)明公開的一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，具有以下有益效果:
[0019]1.通過一套測(cè)試設(shè)備可以模擬柔性復(fù)合管在豎井中的工作環(huán)境，同時(shí)能夠獲得復(fù)合管在熱拉伸過程的軸向力、軸向延伸率、軸向變形量、內(nèi)部注水壓力及環(huán)境介質(zhì)的溫度等參量。
[0020]2.柔性復(fù)合塑料管測(cè)試裝置可通過變換夾具夾頭來測(cè)試不同直徑的管坯性能，具有一定的通用性。
[0021 ] 3.利用水浴等介質(zhì)對(duì)整個(gè)管坯進(jìn)行加熱，可較準(zhǔn)確、均勻地控制管坯表面的溫度，并且受熱比較均勻。同時(shí)可以模擬柔性復(fù)合管在豎井中的實(shí)際工作環(huán)境，也可通過更換加熱介質(zhì)，來模擬樣品管坯在不用介質(zhì)中的工作狀態(tài)。
[0022]4.設(shè)計(jì)的缸梁一體式筒形缸體即可作為拉伸試驗(yàn)裝置的應(yīng)力支撐梁，也可用來盛裝加熱介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、一體化，既減輕了設(shè)備的質(zhì)量，又降低了設(shè)備的成本。
[0023]5.利用圓筒形端口螺栓密封裝置和可挪動(dòng)的密封蓋進(jìn)行密封，以防止管子在內(nèi)部受高壓，外部受熱軟化的情況下而發(fā)生炸裂，提高了設(shè)備加壓測(cè)試的安全性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1中I處經(jīng)1:3局部放大圖；
[0026]其中:I水壓栗站；2止回閥組；3管端夾具；4壓力傳感器;5左缸蓋;6電阻加熱器;7圓筒形缸體;8復(fù)合管;9旋轉(zhuǎn)緊鎖扳手；10溫度傳感器;11放水閥；12密封缸蓋;13傳熱介質(zhì)；14接軸式夾具；15右缸蓋；16密封圈；17左機(jī)架；18位移傳感器；19中聯(lián)板;20絲杠;21右機(jī)架;22減速箱;23伺服電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0028]請(qǐng)參見圖1-圖2。
[0029]—種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，包括復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置、一體式缸體、加熱系統(tǒng)、復(fù)合管夾持裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、密封鎖緊裝置和傳感測(cè)量裝置:
[0030]—體式缸體，集成了受力梁和盛水功能，包括圓筒式缸體7、左缸蓋5、右缸蓋15和頂部的密封缸蓋12;
[0031]復(fù)合管夾持裝置，用于夾持復(fù)合管，包括管端夾具3和接軸式夾具14，管端夾具3安裝在一體式缸體的左缸蓋5處，接軸式夾具14安裝在一體式缸體的右缸蓋15中心的通孔處，接軸式夾具14 一端連接復(fù)合管8，另一端連接機(jī)械傳動(dòng)裝置的中聯(lián)板19;
[0032]復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置，用于給復(fù)合管8內(nèi)部加壓，通過管路經(jīng)左缸蓋5將加壓介質(zhì)輸送至復(fù)合管8內(nèi)部；
[0033]加熱系統(tǒng)，用于給一體式缸體內(nèi)部的傳熱介質(zhì)13加熱，其安裝在一體式缸體內(nèi)部；
[0034]機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于給復(fù)合管8施加軸向拉伸應(yīng)力，包括左機(jī)架17、中聯(lián)板19、絲杠20、右機(jī)架21、減速箱22及伺服電機(jī)23等，左機(jī)架17安裝在右缸蓋15上，絲杠20安裝在左機(jī)架17和右機(jī)架21之間，中聯(lián)板19安裝在絲杠20上，中聯(lián)板19上固定在接軸式夾具14的一端，伺服電機(jī)23通過減速箱22傳動(dòng)連接絲杠20 ；
[0035]密封鎖緊裝置，用于一體式缸體的鎖緊和密封，包括安裝在右缸蓋15及左機(jī)架17上的密封圈16及鎖緊螺栓等；
[0036I傳感測(cè)量裝置，用于測(cè)量復(fù)合管在熱拉伸變形過程中的物理參量，包括安裝在一體式缸體內(nèi)部的壓力傳感器和溫度傳感器，和安裝在接軸式夾具上的位移傳感器等。
[0037]作為具體實(shí)施例，所述復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置包括水壓栗站I和止回閥組2，水壓栗站I通過管路輸送加壓介質(zhì)至復(fù)合管8內(nèi)部，止回閥組2安裝在水壓栗站I與復(fù)合管8內(nèi)部之間的管路上。
[0038]作為具體實(shí)施例，所述加熱系統(tǒng)為電阻加熱器6，分別安裝在一體化缸體內(nèi)部的左缸蓋5和右缸蓋15上。
[0039]作為具體實(shí)施例，所述密封鎖緊裝置還包括密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手9，密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手9安裝在密封缸蓋12上。
[0040]作為具體實(shí)施例，柔性復(fù)合塑料管測(cè)試裝置具有一定的通用性，復(fù)合管夾持裝置設(shè)有不同尺寸規(guī)格的夾頭，可通過變換夾具夾頭來測(cè)試不同直徑管坯的物理性能參數(shù)，如復(fù)合管所受拉伸力、延伸率及形變量等。
[0041]本發(fā)明工作時(shí)，將制備的復(fù)合管樣品固定在拉伸裝置的夾具上，利用筒形缸體兩側(cè)的電阻加熱器6對(duì)缸體內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行加熱，并用水壓栗站I向復(fù)合管樣品內(nèi)注入一定量的水，使復(fù)合管8內(nèi)部承受一定的高壓。通過筒形缸體內(nèi)部熱水的熱傳導(dǎo)作用，使整個(gè)復(fù)合管8的表面溫度達(dá)到一定試驗(yàn)值，最后內(nèi)受高壓、外部受熱的復(fù)合管坯樣品在拉伸機(jī)作用下產(chǎn)生一定的伸長(zhǎng)形變。利用介質(zhì)浴對(duì)整個(gè)管坯進(jìn)行加熱，通過固定在拉伸裝置上的各種傳感器來測(cè)量管坯樣品在熱拉伸變形過程中的各種物理參量?？奢^準(zhǔn)確、均勻地控制管坯表面的溫度，也可以模擬柔性復(fù)合管在豎井中的實(shí)際工作環(huán)境。
[0042]具體來說，工作過程如下:
[0043]1.管坯前處理，即通過下料、表面打磨、鎖管接頭等方法制取柔性復(fù)合塑料管軸向熱拉伸試驗(yàn)樣品；
[0044]2.上管，將制備好的復(fù)合管8裝在夾持裝置的管端夾具3和接軸式夾具14上；
[0045]3.定位加熱，將裝好的復(fù)合管8進(jìn)行定位，并利用左缸蓋5、右缸蓋15兩側(cè)的電阻加熱器6對(duì)缸體內(nèi)傳熱介質(zhì)13進(jìn)行加熱，通過溫度傳感器10來測(cè)量傳熱介質(zhì)13的溫度，使其達(dá)到試驗(yàn)所要求的溫度；
[0046]4.充水加壓，利用水壓栗站I和止回閥組2等向復(fù)合管內(nèi)部注入一定量的水，使復(fù)合管內(nèi)部的工作壓力達(dá)到試驗(yàn)所要求的壓力值；
[0047]5.加載拉伸，復(fù)合管還樣品在機(jī)械拉伸機(jī)作用下發(fā)生一定的伸長(zhǎng)和變形，通過安裝在裝置上的各種傳感器來測(cè)量復(fù)合管坯樣品在熱拉過程中的各種性能參量，如軸向受力、管坯軸向變形量、內(nèi)部注水壓力及環(huán)境介質(zhì)的溫度等；
[0048]6.卸載后處理，加載結(jié)束后，對(duì)復(fù)合管試驗(yàn)樣品管進(jìn)行泄壓并停止加熱，通過放水閥11將缸體內(nèi)的介質(zhì)13放出，最后將管坯樣品8從試驗(yàn)裝置中取出、分析。
[0049]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，而非對(duì)其限制;應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改和替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置、一體式缸體、加熱系統(tǒng)、復(fù)合管夾持裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、密封鎖緊裝置和傳感測(cè)量裝置: 一體式缸體，集成了受力梁和盛水功能，包括圓筒式缸體、左缸蓋、右缸蓋和頂部的密封缸蓋； 復(fù)合管夾持裝置，用于夾持復(fù)合管，包括管端夾具和接軸式夾具，管端夾具安裝在一體式缸體的左缸蓋處，接軸式夾具安裝在一體式缸體的右缸蓋中心的通孔處，接軸式夾具一端連接復(fù)合管，另一端連接機(jī)械傳動(dòng)裝置的中聯(lián)板； 復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置，用于給復(fù)合管內(nèi)部加壓，通過管路經(jīng)左缸蓋將加壓介質(zhì)輸送至復(fù)合管內(nèi)部； 加熱系統(tǒng)，用于給一體式缸體內(nèi)部的傳熱介質(zhì)加熱，其安裝在一體式缸體內(nèi)部； 機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于給復(fù)合管施加軸向拉伸應(yīng)力，包括左機(jī)架、中聯(lián)板、絲杠、右機(jī)架、減速箱及伺服電機(jī)，左機(jī)架安裝在右缸蓋上，絲杠安裝在左機(jī)架和右機(jī)架之間，中聯(lián)板安裝在絲杠上，中聯(lián)板上固定在接軸式夾具的一端，伺服電機(jī)通過減速箱傳動(dòng)連接絲杠； 密封鎖緊裝置，用于一體式缸體的鎖緊和密封，包括安裝在右缸蓋及左機(jī)架上的密封圈及鎖緊螺栓； 傳感測(cè)量裝置，用于測(cè)量復(fù)合管在熱拉伸變形過程中的物理參量，包括安裝在一體式缸體內(nèi)部的壓力傳感器和溫度傳感器，和安裝在接軸式夾具上的位移傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置包括水壓栗站和止回閥組，水壓栗站通過管路輸送加壓介質(zhì)至復(fù)合管內(nèi)部，止回閥組安裝在水壓栗站與復(fù)合管內(nèi)部之間的管路上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)為電阻加熱器，分別安裝在一體化缸體內(nèi)部的左缸蓋和右缸蓋上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述密封鎖緊裝置還包括密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手，密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手安裝在密封缸蓋上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述復(fù)合管夾持裝置設(shè)有不同尺寸規(guī)格的夾頭，以適應(yīng)不同直徑的復(fù)合管。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK106053228SQ201610547140
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】程旺軍, 左水利, 師波, 田維, 李強(qiáng)
【申請(qǐng)人】中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司