[發明專利]海洋工程系泊鏈腐蝕疲勞試驗方法

有效

• 申請號: 202010300047.5
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111413267B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 余建星;王福程;趙巖;余楊;王華昆;王彩妹;袁祺偉;陳佰川;李昊達
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種海洋工程系泊鏈腐蝕疲勞試驗方法，用以對系泊鏈(4)和纜(5)進行腐蝕疲勞試驗，所采用的裝置包括液體循環管路、拉伸疲勞加載機構、平面外彎曲固定機構，將系泊鏈(4)位于中間的鏈環放置在固定支架(10)上；將系泊鏈(4)一端固定在支撐架(2)上，使系泊鏈(4)處于伸直狀態，安裝擋板(11)以位于中間的鏈環；調整液壓伸縮桿(7)長度至零平面外彎曲角度初始狀態，調整液壓拉伸機(6)至合適伸長量，將纜兩端分別固定在系泊鏈(4)與液壓拉伸機(6)上，并調整纜(5)長度至拉伸狀態并固定；調整液壓伸縮桿(7)長度使系泊鏈(4)后部鏈環呈預設角度；調整液壓拉伸機(6)伸長量使拉力大小至初始拉力。

技術領域

本發明涉及一種海洋工程系泊鏈腐蝕疲勞試驗裝置，包括液體循環管路、平面外彎曲固定機構、拉伸疲勞加載機構，可以實現對海洋工程系泊鏈施加循環拉伸荷載、平面外彎曲載荷、海水腐蝕等作用。

技術背景

錨泊定位系統廣泛用于浮式生產和儲存平臺、半潛式平臺、移動鉆井平臺等的定點系泊，而系泊鏈作為該系泊系統的重要組件，其工作環境惡劣且服役壽命極高，抗疲勞性能是其使用性能的重要指標之一。其疲勞過程受多種因素影響，其中腐蝕、平面外彎曲的影響較為顯著，對循環拉伸、腐蝕、平面外彎曲共同作用下的系泊鏈疲勞性能進行研究，對系泊系統設計、檢修計劃制定有重大意義。

而現有的錨鏈疲勞性能研究裝置多基于萬能疲勞試驗機，單純考慮其常規疲勞性能，而沒有考慮平面外彎曲、海水腐蝕等對疲勞的促進作用，無法滿足更復雜的工程需求。

發明內容

本發明的目的在于解決上述背景技術中的不足，在已有的拉伸疲勞試驗裝置的基礎上，針對系泊鏈結構加裝了模擬平面外彎曲的固定裝置與模擬海水環境的腐蝕水槽，以便最大程度模擬海洋工程系泊錨鏈使用時的實際工況，提供了一種可以用于考慮腐蝕、平面外彎曲影響下的系泊鏈疲勞性能試驗裝置，并給出試驗方法。技術方案如下：

一種海洋工程系泊鏈腐蝕疲勞試驗方法，用以對系泊鏈4和纜5進行腐蝕疲勞試驗，所采用的裝置包括液體循環管路、拉伸疲勞加載機構、平面外彎曲固定機構。其中，

液體循環管路包括水箱13、循環管路14、配液箱15和水泵16，水箱13為系泊鏈4及纜5提供腐蝕環境；配液箱15用于提供和儲存腐蝕溶液，其通過循環管路14和水泵向水箱13注入腐蝕溶液。

拉伸疲勞加載機構包括支撐架2、兩個D形卸扣3和液壓拉伸機6，系泊鏈4的一端連接到支撐架2上，另一端與纜5相連，纜5另一端與液壓拉伸機6相連。

平面外彎曲固定機構包括固定支架10和擋板11、液壓伸縮桿7、導纜輪8，固定支架10和擋板11用以限制系泊鏈4的豎直方向位移及各向轉動的固定支架10和擋板11；導纜輪8通過軸承9與液壓伸縮桿7連接，導纜輪8的外側凹槽與纜5相配合；液壓伸縮桿7通過調節導纜輪8高度，調整纜5與導纜輪8接觸點的位置，進而使系泊鏈4呈試驗設計的角度；

試驗方法包括：將系泊鏈4位于中間的鏈環放置在固定支架10上；將系泊鏈4一端固定在支撐架2上，使系泊鏈4處于伸直狀態，安裝擋板11以位于中間的鏈環；調整液壓伸縮桿7長度至零平面外彎曲角度初始狀態，調整液壓拉伸機6至合適伸長量，將纜兩端分別固定在系泊鏈4與液壓拉伸機6上，并調整纜5長度至拉伸狀態并固定；調整液壓伸縮桿7長度使系泊鏈4后部鏈環呈預設角度；調整液壓拉伸機6伸長量使拉力大小至初始拉力；關閉水箱13排水口、打開進水口，開啟水泵16將腐蝕溶液注入水箱13，溶液深度達到預設深度后，打開水箱13排水口，開啟循環管路；預設拉力荷載加載頻率、幅值，通過液壓拉伸機6進行加載，期間調整液壓伸縮桿7長度以改變平面外彎曲角度；試驗期間監測溶液濃度，保持其在合適范圍。

優選地，系泊鏈4的一端通過一個D形卸扣3連接到支撐架2上，另一端通過D形卸扣3與纜5通過另一個D形卸扣3相連。