[發(fā)明專利]一種供熱直埋管道疲勞試驗方法

有效

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• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112304790B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 王飛;景勝藍;雷勇剛;宋翀芳;王國偉
• 申請（專利權）人: 山西理工紅日節(jié)能服務有限公司
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 重慶遠恒專利代理事務所(普通合伙) 50248
• 代理人: 伍倫辰

本發(fā)明公開了一種供熱直埋管道疲勞試驗方法，其特征在于，將管道按照施工要求模擬埋設，再將管道兩端接入循環(huán)冷熱水模擬其工作狀況，對管道兩端進行軸向約束監(jiān)控并模擬其軸向受力情況，記錄管道在不同參數(shù)因素作用下直至產(chǎn)生疲勞破壞現(xiàn)象的循環(huán)次數(shù)，得到管道的S?N疲勞壽命曲線。本發(fā)明能夠更好地對直埋管道工作狀態(tài)下的力學性能進行研究和檢測；使其能夠更加準確地反應管道工作狀態(tài)下的使用壽命，以利于對管道進行研究改進或者生產(chǎn)、施工檢驗，使管道達到預期使用壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及直埋管道領域，具體涉及一種供熱直埋管道的疲勞試驗方法。

背景技術

供熱直埋管道是我國集中供熱工程中最常采用的管道敷設方式。供熱直埋管道的運行安全關乎城市工作、生活等方方面面。目前研究表明，供熱直埋管道工作時承受到自重、管內流體壓力、管外受到周圍土壤靜壓力、機動車動土壓力等復雜載荷作用，供熱直埋管道的應力狀態(tài)的確定是非常復雜的。因此，怎樣研究檢測供熱直埋管道在復雜載荷作用條件下的力學性能是保證其安全運行的前提，也是設計、管理和評估管道壽命的重要依據(jù)。

CN201720070768.5公開了一種測定預制直埋保溫管道切向剪切強度的試驗裝置，其包括套設在試樣管道外側的外抱瓦、分別設置在外抱瓦兩端的夾固裝置和扭力裝置，外抱瓦兩端側壁上分別沿外抱瓦軸向開設有第一凹槽和第二凹槽；夾固裝置包括夾固在試樣管道保溫層外側的內抱瓦和設置在內抱瓦上的第一限位桿，第一限位桿一端固定在內抱瓦外側壁上，另一端卡固在相應的第一凹槽內；扭力裝置包括卡固在第二凹槽內的第二限位桿和設置在第二限位桿上的連接件，第二限位桿與外抱瓦軸向垂直設置，連接件另一端與扭矩扳手連接。該實用新型結構簡單，操作便捷，檢測成本低，便于現(xiàn)場和實驗室使用。

CN201920608601.9還公開了一種測定預制直埋保溫管道切向剪切強度的試驗裝置，包括安裝板、底座和支撐側板，所述底座頂部一端通過螺栓安裝有安裝板，所述底座頂部另一端通過固定槽安裝有支撐側板，所述支撐側板頂部通過螺絲安裝有機殼，所述機殼內底部一端通過安裝座安裝有伺服電機，所述安裝板頂部一端焊接有滑軌，所述滑軌頂部設置有安裝支架，所述伺服電機的輸出軸貫穿機殼底端且連接有絲桿，所述絲桿外側套設有絲塊，所述絲塊一端連接有固定片。該實用新型方便對保溫管進行夾持，能方便檢測拉力大小，還能方便記錄實驗數(shù)據(jù)，適合被廣泛推廣和使用。

但上述現(xiàn)有的供熱直埋管道試驗技術，均僅僅停留在直接檢測管道未工作狀態(tài)下聚氨酯保溫層和鋼管保護層外殼的剪切強度。僅僅屬于保溫層結構強度的檢測，沒有對供熱直埋管道及其管件在工作狀態(tài)下整體的力學性能進行測試，特別是介質管道及其管件承受流體內壓力、熱應力等作用下的一次應力破壞、二次應力破壞以及峰值應力的疲勞破壞。直到目前為止，尚缺乏針對供熱直埋管道及其管件疲勞性能的測試方法和試驗臺。

隨著我國城鎮(zhèn)化速度不斷加快，供熱直埋管道的長度2018年已達到近24萬公里。但是，據(jù)文獻報道我國目前供熱直埋管道的實際使用壽命僅僅15到20年，而北歐直埋管道的使用壽命50到70年，與預期管道疲勞壽命還有很大的差距，提高我國供熱管道供熱直埋管道結構的使用壽命刻不容緩。我國現(xiàn)行的《城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術規(guī)程》（CJJ81）給出了供熱直埋管道供熱直埋管道應力計算和分析方法，但是許用應力則采用的是管道材料試驗件的疲勞試驗結果，在設計、評估管道時取適當?shù)陌踩禂?shù)進行修正，缺乏基于全尺寸供熱直埋管道供熱直埋管道結構的疲勞試驗結果。無法更好地保證直埋管道的質量要求。因此，研究全尺寸供熱直埋管道疲勞試驗，關系到供熱直埋管道結構的經(jīng)濟性、安全性和可靠性；可以為管道的設計、管理和評估管道壽命提供科學支撐，以利于對管道進行研究改進或者生產(chǎn)、施工檢驗，使其達到預期使用壽命。

綜上所述，如何研發(fā)一種能夠對供熱直埋管道工作狀態(tài)下的力學性能進行研究和檢測的技術，以利于對管道進行研究改進或者生產(chǎn)、施工檢驗，對于提高供熱直埋管道的力學性能，使其達到預期使用壽命具有重要意義。是我國供熱事業(yè)快速發(fā)展當中面臨的科學技術瓶頸，是本領域技術人員亟待考慮解決的問題。

發(fā)明內容