[發明專利]一種可調式非金屬管材最小彎曲半徑測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201510388930.3
• 申請日: 2015-07-03
• 公開（公告）號: CN105043902B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 李厚補;羊東明;魏斌;朱原原;張志宏;戚東濤;張學敏
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所;中國石油化工股份有限公司西北油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01N3/26
• 分類號: G01N3/26;G01N3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及管材的最小彎曲半徑測試技術領域，具體為一種可調式非金屬管材最小彎曲半徑測試裝置及方法。

背景技術

耐腐蝕性能優良的非金屬管材正成為陸地和海洋油氣集輸用管線的一個重要選擇。非金屬管材尤其是增強熱塑性復合管最大的優點就是柔性好，具有很小的彎曲半徑，這一優勢使得卷管法鋪設成為可能，大大節省了鋪設成本；同時使得長距離管材的存儲與輸運變得十分便利。但在非金屬管材存儲、安裝和正常使用過程中，當其受到的彎曲超過其最小彎曲半徑時，管材的各個組成單元受到彎曲影響，其性能指標會明顯下降，將嚴重影響非金屬管材的服役性能和使用壽命。因此，對不同類型的非金屬管產品，測試確定其最小彎曲半徑成為當前亟需解決的問題。

對于非金屬管材最小彎曲半徑測試，現有的實驗裝置大多是針對某一特點彎曲半徑制成的固定占座，然后將管材按照占座的形狀進行敷設，以其達到占座的彎曲半徑。每次測試只能形成一種彎曲半徑模擬，如果要做幾組不同半徑的彎曲測試，則需要制造幾個不同半徑的固定占座，測試成本高、效率低。

專利(CN102506665A)采用兩扇相同形狀尺寸的面板以及配套的螺栓制備了一種用于海洋柔性管纜最小彎曲半徑測試的可變彎曲半徑實驗裝置，它通過調整圓弧螺栓與水平螺栓的距離形成不同彎曲半徑的構型線。但也僅僅能夠滿足半徑從1米到3米范圍(且必須是0.5米增量)的彎曲半徑要求，不能實現任意彎曲半徑條件下的測試。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種使用簡單，操作方便，測試范圍廣的可調式非金屬管材最小彎曲半徑測試裝置及方法。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種可調式非金屬管材最小彎曲半徑測試裝置，包括測試平臺，固定在測試平臺上的固定栓和固定架，以及通過螺紋連接轉動設置在固定架上的螺桿組合；螺桿組合包括至少三個平行的螺桿，對稱分布的螺桿貫穿固定架設置，螺桿的一端依次設置轉動裝置和行程控制裝置，另一端設置有用于貼合非金屬管材的頂緊楔塊；頂緊楔塊內部設置壓力傳感器；行程控制裝置包括電機和位移控制器；電機的輸出端與轉動裝置連接，控制端連接位移控制器的輸出端；壓力傳感器的輸出端連接位移控制器的輸入端；固定栓布置固定架的中軸線上，且與轉動裝置位于同一側；固定栓上設置有用于連接非金屬管材兩端的連接件。

優選的，固定架包括若干平行設置的固定板，螺桿貫穿過其移動路徑上的全部固定板設置。

優選的，連接件采用手扳葫蘆，手扳葫蘆的一端通過接頭與同側的非金屬管材的端頭連接。

優選的，轉動裝置采用固定在螺桿上的手輪，手輪外側中間設置有內六角螺母，電機的輸出端通過六角螺栓與內六角螺母連接傳動。

優選的，頂緊楔塊通過轉接塊與螺桿連接；轉接塊分別與螺桿和頂緊楔塊通過螺紋連接。

進一步，頂緊楔塊的一側呈圓弧狀，另一側呈平面設置，頂緊楔塊通過平面側與轉接塊連接。

優選的，頂緊楔塊采用橡膠制成，其內部裝配的壓力傳感器采用壓阻式傳感器。

優選的，固定板采用鋼板制成，固定板焊接固定在測試平臺上。

一種可調式非金屬管材最小彎曲半徑測試方法，包括如下步驟，

步驟1，樣品準備：截取試驗管材；

步驟2，將試驗管材兩端接頭與兩組手扳葫蘆連接，固定在固定栓上，調整兩組手扳葫蘆鏈條長度相同，鏈條長度等于設定彎曲半徑；

步驟3，試樣彎曲：首先調整螺桿組端頭全部與管材貼緊，并通過壓力傳感器設定管材擠壓力上限；計算中心螺桿端頭與固定栓的距離；隨后將電機與轉動裝置連接，將位移控制器清零并設定旋進位移，啟動電機驅動中心螺桿旋進至設定位移；以此類推，驅動其他各螺桿至相應的設定位移，推動整個試驗管材彎曲變形至設定的彎曲半徑；

步驟4，結果判定，如果試驗管材在推動彎曲至設定彎曲半徑的過程中，壓力傳感器均未啟動報警，螺桿組到達設定位移后，位移控制器控制電機停止運動，則試驗管材滿足最基本的最小彎曲半徑設計，能夠在此彎曲狀態下繼續進行其他性能測試；如果試驗管材在推動彎曲至設定彎曲半徑的過程中，試驗管材擠壓力到達設定上限，壓力傳感器啟動報警并發送停止指令，位移控制器控制電機停止推進，則試驗管材不符合最小彎曲半徑的設計。

一種可調式非金屬管材最小彎曲半徑測試方法，包括如下步驟，

步驟1，樣品準備：截取試驗管材；