[發(fā)明專利]一種機(jī)械復(fù)合管結(jié)合強(qiáng)度的評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110367835.7
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102507742A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張燕飛;魏帆;郭崇曉;王永芳;王小艷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安向陽航天材料股份有限公司
• 主分類號: G01N29/09
• 分類號: G01N29/09
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 張瑞琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械性能檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械復(fù)合管結(jié)合強(qiáng)度的評價方法。

背景技術(shù)

機(jī)械復(fù)合管是利用襯管與基管的相對變形使得襯管與基管相互結(jié)合，襯管和基管之間沒有形成冶金結(jié)合界面，襯管和基管的結(jié)合主要靠基管和襯管之間的徑向殘余應(yīng)力來維持，因此，結(jié)合強(qiáng)度的好壞直接決定了機(jī)械復(fù)合管的使用環(huán)境。

目前用于評估機(jī)械復(fù)合管的結(jié)合強(qiáng)度的指標(biāo)有軸向剪切分離強(qiáng)度和徑向夾持力。其中，軸向剪切分離強(qiáng)度，是指在外載作用下使得基管和襯管發(fā)生相對滑動時軸向方向界面剪應(yīng)力的大小；徑向夾持應(yīng)力是指基管和襯管復(fù)合后，作用在內(nèi)襯管外表面的徑向殘余壓應(yīng)力。

就以上兩個指標(biāo)的評價方法而言，目前國內(nèi)外均采用破壞性抽檢的辦法，破壞檢測的手段主要有兩種：一種是殘余應(yīng)力釋放法來測徑向夾持力，另一種是軸向壓縮或軸向拉伸法來測軸向剪切強(qiáng)度。殘余應(yīng)力釋放法是通過測量復(fù)合管去掉基管前后襯管軸向和環(huán)向應(yīng)變的變化來計算復(fù)合管環(huán)向殘余應(yīng)力的一種方法。軸向拉伸或壓縮法是通過拉伸或壓縮基管和襯管，使得其產(chǎn)生相對滑動時測得最大軸向切應(yīng)力的一種方法。

上述兩種檢測方法存在著三個弊端：其一，屬于破壞性檢驗，檢驗成本高；其二，檢測方法繁瑣，檢測速度慢，采用殘余應(yīng)力和軸向拉伸或壓縮法檢驗一根復(fù)合管結(jié)合強(qiáng)度高低時一般需要兩三天的時間；其三，只能在復(fù)合管的兩個端頭進(jìn)行取樣，檢測誤差大，測試結(jié)果可信度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械復(fù)合管結(jié)合強(qiáng)度的評價方法，解決了現(xiàn)有方法需進(jìn)行破壞性檢測，且檢測誤差大、成本高、效率低及無法在線檢測的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種機(jī)械復(fù)合管結(jié)合強(qiáng)度的評價方法，包括以下步驟：

步驟1、選定結(jié)合強(qiáng)度符合評價要求，且與待測機(jī)械復(fù)合管相同材質(zhì)和規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管；

步驟2、以一定方式對步驟1得到的標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管施加激振，記錄激振力信號，實時采集該標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管特定點的加速度信號，對得到的信號進(jìn)行分析處理，獲得標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管的模態(tài)參數(shù)值；

步驟3、以與步驟2相同的方式，對待測機(jī)械復(fù)合管施加相同激振，并實時采集該測機(jī)械復(fù)合管對應(yīng)點的加速度信號，對得到的信號進(jìn)行分析處理，獲得該待測機(jī)械復(fù)合管的相同模態(tài)參數(shù)值；

步驟4、將步驟3獲得的待測機(jī)械復(fù)合管的模態(tài)參數(shù)值與步驟2獲得的標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管的模態(tài)參數(shù)值進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果，判斷該待測機(jī)械復(fù)合管結(jié)合強(qiáng)度是否合格。

其中，步驟1中，標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管的具體選定方法為：

步驟1.1、將與待測復(fù)合管的等材質(zhì)、等外徑、等壁厚和等長度的基管和襯管同軸裝配，得到標(biāo)準(zhǔn)化處理前的機(jī)械復(fù)合管；

步驟1.2、標(biāo)準(zhǔn)化處理

步驟1.2.1、初次加載

將步驟1.1得到的復(fù)合管的兩端部安裝密封裝置，在基管外部正上方的中點位置上貼軸向應(yīng)變片和環(huán)向應(yīng)變片；

向襯管內(nèi)腔注水，注水速度為襯管內(nèi)的靜水壓力每分鐘增加0.01±0.005Mpa，動態(tài)采集并記錄基管環(huán)向應(yīng)變ε_θ和軸向應(yīng)變ε_z；

根據(jù)得到的環(huán)向應(yīng)變ε_θ和軸向應(yīng)變計算基管內(nèi)表面實時環(huán)向應(yīng)力σ_θ，當(dāng)滿足σ_θ≥σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}時停止注水并去水卸載，很據(jù)卸載后的基管環(huán)向應(yīng)變ε′_θ和軸向應(yīng)變ε′_z計算得到環(huán)向殘余應(yīng)力σ′_θ，當(dāng)滿足σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}≤σ′_θ≤1.5σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}時得到標(biāo)準(zhǔn)化處理后的機(jī)械復(fù)合管，其中，σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}為預(yù)定的最小環(huán)向應(yīng)力值，否則，轉(zhuǎn)入步驟1.2.2；

步驟1.2.2、重復(fù)加載

再次向襯管內(nèi)腔注水，注水速度為襯管內(nèi)的靜水壓力每分鐘增加0.01±0.005Mpa，注水一分鐘后，去水卸載，采集卸載后的基管環(huán)向應(yīng)變ε′_θ和軸向應(yīng)變ε′_z計算得到環(huán)向殘余應(yīng)力σ′_θ，當(dāng)滿足σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}≤σ′_θ≤1.5σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}時得到標(biāo)準(zhǔn)化處理后的機(jī)械復(fù)合管，否則重復(fù)本步驟直至滿足σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}≤σ′_θ≤1.5σ_{θ標(biāo)準(zhǔn)}；

步驟1.2.3、

將得到的標(biāo)準(zhǔn)后處理后的機(jī)械復(fù)合管的兩端部的密封裝置拆卸，得到標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)械復(fù)合管。