[發(fā)明專利]全尺寸海役管道海洋環(huán)境模擬疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010605020.3
• 申請(qǐng)日: 2010-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN102141494A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬偉;丁國(guó)龍;張興文;鮑沛;孫寶瑞;韓廣卓;李滿昌;蔣寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春機(jī)械科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/36
• 分類號(hào): G01N3/36
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道新材料研制及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域,尤其適用于全尺寸海役管段或焊接管道，測(cè)試力學(xué)性能、焊接性能、疲勞壽命。

背景技術(shù)

當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)科學(xué)與技術(shù)長(zhǎng)期規(guī)劃的戰(zhàn)略研究中，石油天然氣部分的研究受到國(guó)家的高度重視，提出了“調(diào)整東部，發(fā)展西部，加快海上”的總方針，現(xiàn)在海上石油天然氣的開發(fā)已經(jīng)基本形成了高速高效的發(fā)展勢(shì)態(tài)并成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，海底管道作為油氣輸送的關(guān)鍵連通部件，其建造量逐年遞增。在海底油氣管道不斷延伸的同時(shí)，海底油氣管道破裂引起的事故和污染在國(guó)內(nèi)外都呈上升趨勢(shì)，防止和應(yīng)對(duì)管道溢油的任務(wù)也越來越艱巨，由于海役管道特殊的服役環(huán)境，且隨著向深水海域的邁進(jìn)，海役管道的環(huán)境趨向于更為惡劣，對(duì)其力學(xué)性能、焊接性能、疲勞壽命等參數(shù)的測(cè)試顯得尤為重要。

目前，對(duì)管道性能測(cè)試的方法主要有三種：1、在管道上截取標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行各種性能試驗(yàn)，得出試樣塊的性能參數(shù)，推算管道的性能參數(shù)；2、通過專業(yè)的模擬軟件或計(jì)算方法進(jìn)行模擬測(cè)算，如：ANSYS、CAESAR、AUTOPSA等；3、在海役管道使用過程中進(jìn)行檢測(cè)，前兩種測(cè)試方式只是在理論上為設(shè)計(jì)提供了一種參考，具體實(shí)際參數(shù)很難通過此類的理論研究獲得；第三種方法可以得出較為準(zhǔn)確的性能參數(shù)，但要按此類方法檢測(cè)海役管道在技術(shù)上是很難實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種全尺寸海役管道海洋環(huán)境模擬疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)，以解決目前對(duì)海役管道性能測(cè)試中存在的測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：兩根導(dǎo)軌梁與工作臺(tái)固定連接，兩個(gè)移動(dòng)支座分別與導(dǎo)軌梁滑動(dòng)連接，兩個(gè)伺服加載單元分別與導(dǎo)軌梁滑動(dòng)連接，內(nèi)壓加載單元與工作臺(tái)固定連接。

本發(fā)明的移動(dòng)支座結(jié)構(gòu)是：支座通過頂絲與導(dǎo)軌梁固定連接，行走機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)滑動(dòng)連接，夾圈一與支座通過自潤(rùn)滑軸承一鉸接在一起，自潤(rùn)滑軸承一與移動(dòng)滑塊卡接，自潤(rùn)滑軸承塊一、自潤(rùn)滑軸承塊二與移動(dòng)滑塊滑動(dòng)連接，軸承蓋一與自潤(rùn)滑軸承一接觸連接、并與支座、間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)固定連接，壓板與支座固定連接，間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)與壓板固定連接。

本發(fā)明的伺服加載單元結(jié)構(gòu)是：滑動(dòng)支座通過頂絲與導(dǎo)軌梁固定連接，滑動(dòng)支座與工作臺(tái)滑動(dòng)連接，伺服作動(dòng)器通過自潤(rùn)滑軸承三與滑動(dòng)支座形成鉸接，軸承蓋二與自潤(rùn)滑軸承三接觸連接，負(fù)荷傳感器與夾具連桿串接在伺服作動(dòng)器的活塞桿上，夾圈二通過自潤(rùn)滑軸承二與夾具連桿鉸接，軸承蓋二與自潤(rùn)滑軸承二接觸連接，防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)支座固定連接，其可伸縮軸插入伺服作動(dòng)器一的限位軸孔內(nèi)，位移傳感器置入伺服作動(dòng)器內(nèi)部。

本發(fā)明的內(nèi)壓加載單元的結(jié)構(gòu)是：伺服作動(dòng)器二與固定架固定連接，伺服作動(dòng)器內(nèi)的伺服作動(dòng)器活塞與水壓缸內(nèi)的水壓缸活塞固定連接，水路控制閥塊與高壓水出口管固定連接，位移傳感器置入伺服作動(dòng)器活塞內(nèi)部，排氣閥與水壓缸頂端固定連接，液壓傳感器與在水路控制閥塊固定連接，伺服閥與固定架固定連接。

本發(fā)明一種實(shí)施方式是扣板與導(dǎo)軌梁固定連接。

本發(fā)明一種實(shí)施方式是扣板夾塊分別與移動(dòng)支座或伺服作動(dòng)機(jī)構(gòu)中的夾圈內(nèi)部套接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于具有創(chuàng)造性，采用了多通道伺服控制系統(tǒng)，單獨(dú)或同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)全尺寸海役管道進(jìn)行內(nèi)壓波動(dòng)疲勞試驗(yàn)和外部徑向交變載荷疲勞試驗(yàn)，以模擬海役管道在使用過程中存在的交變應(yīng)力，這種交變應(yīng)力一方面來自管內(nèi)輸送油、氣或水的壓力的波動(dòng)，另一方面來自于管道外部的變動(dòng)載荷，如波浪載荷、海流載荷等，可全面可靠的分析海役管道的性能，包含三套電液伺服控制回路，其中一套為內(nèi)壓加載系統(tǒng)，兩套為外部徑向載荷控制系統(tǒng)，且每套系統(tǒng)均可切換為負(fù)荷控制或變形控制，可實(shí)現(xiàn)任意組合的加載方式，以全尺寸、全方位的模擬海役管道的受力情況，更全面，更準(zhǔn)確的測(cè)試管道的力學(xué)性能、焊接性能、疲勞壽命等，得出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際參數(shù)更接近，為工程應(yīng)用提供科學(xué)的指導(dǎo)具有重要意義，解決了海役管道性能參數(shù)的無法確定的難題。對(duì)于有效預(yù)防海役管道破裂有重大意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是本發(fā)明移動(dòng)支座的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3是圖2的I部放大圖，

圖4是本發(fā)明伺服作動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖5是本發(fā)明內(nèi)壓加載單元的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖6是本發(fā)明系統(tǒng)控制原理框圖。

具體實(shí)施方式：

兩根導(dǎo)軌梁2與工作臺(tái)3固定連接，兩個(gè)移動(dòng)支座1分別與導(dǎo)軌梁2滑動(dòng)連接，兩個(gè)伺服加載單元4分別與導(dǎo)軌梁2滑動(dòng)連接，內(nèi)壓加載單元7與工作臺(tái)3固定連接。

本發(fā)明一種實(shí)施方式是扣板5與導(dǎo)軌梁2固定連接。