[发明专利]全尺寸海役管道海洋环境模拟疲劳寿命试验机

说明书

技术领域

本发明属于管道新材料研制及结构设计、力学性能测试技术领域,尤其适用于全尺寸海役管段或焊接管道，测试力学性能、焊接性能、疲劳寿命。

背景技术

当前，在国内科学与技术长期规划的战略研究中，石油天然气部分的研究受到国家的高度重视，提出了“调整东部，发展西部，加快海上”的总方针，现在海上石油天然气的开发已经基本形成了高速高效的发展势态并成为新的经济增长点，海底管道作为油气输送的关键连通部件，其建造量逐年递增。在海底油气管道不断延伸的同时，海底油气管道破裂引起的事故和污染在国内外都呈上升趋势，防止和应对管道溢油的任务也越来越艰巨，由于海役管道特殊的服役环境，且随着向深水海域的迈进，海役管道的环境趋向于更为恶劣，对其力学性能、焊接性能、疲劳寿命等参数的测试显得尤为重要。

目前，对管道性能测试的方法主要有三种：1、在管道上截取标准试样进行各种性能试验，得出试样块的性能参数，推算管道的性能参数；2、通过专业的模拟软件或计算方法进行模拟测算，如：ANSYS、CAESAR、AUTOPSA等；3、在海役管道使用过程中进行检测，前两种测试方式只是在理论上为设计提供了一种参考，具体实际参数很难通过此类的理论研究获得；第三种方法可以得出较为准确的性能参数，但要按此类方法检测海役管道在技术上是很难实现的。

发明内容

本发明提供一种全尺寸海役管道海洋环境模拟疲劳寿命试验机，以解决目前对海役管道性能测试中存在的测量不准确的问题。

本发明采取的技术方案是：两根导轨梁与工作台固定连接，两个移动支座分别与导轨梁滑动连接，两个伺服加载单元分别与导轨梁滑动连接，内压加载单元与工作台固定连接。

本发明的移动支座结构是：支座通过顶丝与导轨梁固定连接，行走机构与工作台滑动连接，夹圈一与支座通过自润滑轴承一铰接在一起，自润滑轴承一与移动滑块卡接，自润滑轴承块一、自润滑轴承块二与移动滑块滑动连接，轴承盖一与自润滑轴承一接触连接、并与支座、间隙调整机构固定连接，压板与支座固定连接，间隙调整机构与压板固定连接。

本发明的伺服加载单元结构是：滑动支座通过顶丝与导轨梁固定连接，滑动支座与工作台滑动连接，伺服作动器通过自润滑轴承三与滑动支座形成铰接，轴承盖二与自润滑轴承三接触连接，负荷传感器与夹具连杆串接在伺服作动器的活塞杆上，夹圈二通过自润滑轴承二与夹具连杆铰接，轴承盖二与自润滑轴承二接触连接，防转机构与滑动支座固定连接，其可伸缩轴插入伺服作动器一的限位轴孔内，位移传感器置入伺服作动器内部。

本发明的内压加载单元的结构是：伺服作动器二与固定架固定连接，伺服作动器内的伺服作动器活塞与水压缸内的水压缸活塞固定连接，水路控制阀块与高压水出口管固定连接，位移传感器置入伺服作动器活塞内部，排气阀与水压缸顶端固定连接，液压传感器与在水路控制阀块固定连接，伺服阀与固定架固定连接。

本发明一种实施方式是扣板与导轨梁固定连接。

本发明一种实施方式是扣板夹块分别与移动支座或伺服作动机构中的夹圈内部套接。

本发明的优点在于具有创造性，采用了多通道伺服控制系统，单独或同时实现对全尺寸海役管道进行内压波动疲劳试验和外部径向交变载荷疲劳试验，以模拟海役管道在使用过程中存在的交变应力，这种交变应力一方面来自管内输送油、气或水的压力的波动，另一方面来自于管道外部的变动载荷，如波浪载荷、海流载荷等，可全面可靠的分析海役管道的性能，包含三套电液伺服控制回路，其中一套为内压加载系统，两套为外部径向载荷控制系统，且每套系统均可切换为负荷控制或变形控制，可实现任意组合的加载方式，以全尺寸、全方位的模拟海役管道的受力情况，更全面，更准确的测试管道的力学性能、焊接性能、疲劳寿命等，得出的试验数据与实际参数更接近，为工程应用提供科学的指导具有重要意义，解决了海役管道性能参数的无法确定的难题。对于有效预防海役管道破裂有重大意义。

附图说明

图1是本发明发明的结构示意图，

图2是本发明移动支座的结构示意图，

图3是图2的I部放大图，

图4是本发明伺服作动机构的结构示意图，

图5是本发明内压加载单元的结构示意图，

图6是本发明系统控制原理框图。

具体实施方式：

两根导轨梁2与工作台3固定连接，两个移动支座1分别与导轨梁2滑动连接，两个伺服加载单元4分别与导轨梁2滑动连接，内压加载单元7与工作台3固定连接。

本发明一种实施方式是扣板5与导轨梁2固定连接。