[发明专利]一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验装置

说明书

本发明实施例公开了一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验装置，包括：试验箱；力学加载结构；实验液调节结构；pH值控制结构；温度调节结构；压力调节结构。本发明基于力学加载结构模拟待测海底管道在实际使用状态下的持续受力情况的前提下，通过对试验箱中的环境参数的动态调节，模拟海底环境的实时变化情况，提高了结果的可参考性，克服了现有技术中无法同步动态调节而造成腐蚀疲劳模拟试验与实际腐蚀疲劳状态的较大误差。

技术领域

本发明实施例涉及海洋领域和海底石油开采领域中的管道的检测技术领域，具体涉及一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验装置。

背景技术

现有的腐蚀疲劳试验通常有以下两种：1.先对试件预腐蚀，然后再对预腐蚀后的试件开展疲劳试验，以考察材料或构件的腐蚀疲劳性能；2.在固定环境下(压力，溶液浓度，PH)对试件开展疲劳试验。

然而，在土木工程、海洋工程、机械工程领域，结构、构件和材料往往同时承受腐蚀和疲劳作用，并且环境因素有随着时间的推移会有较大的变化。若仍采用以上两种方法，会存在以下问题：

1.缺乏对腐蚀疲劳耦合作用效果的研究。实际上，疲劳与腐蚀是一个相互作用，互相促进的过程，材料在溶液中发生电化学反应生成锈层，会加速侵蚀向材料纵深发展，锈层的脱落和蚀坑的形成会增大局部应力，继而对疲劳裂纹的产生起到促进作用，而裂纹的产生会加速腐蚀效应。

2.缺乏对实际环境的模拟。比起陆地，海洋中的温度和压力在一天的范围内都是有着很大的变化，而工程结构所经历的环境因素也是一个动态的，传统的腐蚀疲劳机只能在固定环境下进行试验，无法模拟环境参数动态调整的环境，若将以此得到的实验结果用于生产实际，将会给行业应用带来很大的误差和无法预料的安全隐患。

3.缺乏稳定的pH控制系统。海洋内的pH在相当长的一段时间内保持稳定，但是一般的腐蚀疲劳机因为容积有限，溶液含量有限，随着腐蚀的进行，溶液内的pH会有相当程度的变化，若是进行长期的腐蚀疲劳模拟，更会对溶液pH产生较大影响，因此会对试验结果产生较大的误差。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验装置，基于力学加载结构模拟待测海底管道在实际使用状态下的持续受力情况的前提下，通过对试验箱中的环境参数的动态调节，模拟海底环境的实时变化情况，提高了结果的可参考性，克服了现有技术中无法同步动态调节而造成腐蚀疲劳模拟试验与实际腐蚀疲劳状态的较大误差。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验装置，包括：

试验箱，形成有试验腔，以及固体和/或液体排出通道；

力学加载结构，包括位于所述试验腔其中一端的固定部，以及位于所述试验腔另一端且朝向所述固定部可移动地设置的加载部，所述固定部与所述加载部之间形成有用于放置待测海底管道的放置间隙；

实验液调节结构，包括分别与所述试验腔连通的浓溶液提供组件和稀释液提供组件；

pH值控制结构，包括设置于所述试验腔中的pH监测仪，与所述试验腔连通设置的pH缓冲液提供组件，以及电连于所述pH监测仪和所述pH缓冲液提供组件之间的调控单元，且当pH监测仪监测到的pH值超过预设范围时，所述调控单元控制所述pH缓冲液提供组件向所述试验腔中提供pH缓冲液；

温度调节结构，包括设置于所述试验腔中的温度传感器和至少一个加热器；

压力调节结构，包括设置于所述试验腔中的压力传感器，以及分别与所述试验腔连通的气体提供组件与气体释放组件。