CN212779894U - 压力舱实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种压力舱实验装置，由压力舱体、平盖、加压泵、压力传感器、放气口、进出水口、盛水容器、电子秤、排水导管构成。采用加压水泵，实现对压力舱内压力的控制，为度量内部钢管试件的变形程度，通过测量钢管试件内部排出水的重量间接测得试件的体积变化。本实用新型可实现缺陷钢管局部屈曲压力值的精确测试，为研究理论模型分析和数值模拟提供可靠的比较验证数据。
Description
技术领域
本实用新型属于加载测试装置，涉及钢管外压测试装置，尤其涉及一种压力舱实验装置，是一种深海腐蚀钢管试件屈曲失稳测试装置。
背景技术
海底管道作为海上油气运输的大动脉，在海洋油气开发中发挥着日益重要的作用。海底管道一般选用钢质管材，耐腐蚀性差，腐蚀失效是海底管道失效的主要形式。因腐蚀导致海底管道破坏而引起油气田停产，海域大面积污染的事件时有发生，不仅给经济造成巨大损失，而且引起的环境污染更令世界关注。深海管道在深海高压环境下易诱发腐蚀缺陷部位管道屈曲失稳，并有可能沿轴向传播，导致管道长距离失稳破坏，将造成巨大的经济损失和严重的环境灾害。深海管道受力复杂，腐蚀缺陷形式多样化，合理描述缺陷几何购销并开展屈曲失稳机理与极限承载力研究所有较大的挑战性。国外现有的规范仅适用于内压为控制荷载的陆地和浅海薄壁腐蚀缺陷管道的***压力预测，而对于外压为控制荷载的深海腐蚀缺陷管道极限承载力缺乏合理精确的评估方法。有必要进行深海压力舱比例模型试验，验证所提出的理论模型可行性，为建立有效评估方法奠定理论基础。
发明内容
为解决目前尚无成型的加载装置可供腐蚀缺陷钢管测试问题，本实用新型的目的是提供一种压力舱实验装置，是一种基于手动水压测试装置。
本实用新型装置由压力舱体、平盖、压力传感器、放气口、进出水口、加压泵、盛水容器、电子秤、钢管、堵头、缺陷、排水导管构成，压力舱体总长2m,内径200mm，压力舱体端部与平盖固定，靠***盖边缘上设置放气口，平盖中间位置设置压力传感器，并与平盖通过内螺纹连接，加压泵通过端部平盖上的进出水口施加内部压力，进出水口有一个阀门(图中为示出)，钢管内置于压力舱体内，钢管两侧端部焊有金属堵头，缺陷为一凹陷，位于钢管中部，一侧金属堵头连接排水导管穿过平盖到盛水容器，盛水容器置于电子秤上。
本实用新型测试用钢管采用SS304不锈钢钢管，采用数控机床加工，精度高，压力舱材料选用低合金16Mn钢，平盖采用四级锻件，与压力舱体用螺母紧固螺杆及软铝垫片密封连接。加压泵为手摇柱塞式，通过旋转手柄，推动螺母及柱塞直线运动，压进或排出水，便于压力控制。
试验开始前，通过加压泵向钢管和排水导管灌满水，随着压力增大，当钢管发生屈曲变形后，将钢管内部的水经排水导管排到盛水容器，通过电子秤测量盛水容器重量的变化，间接测得钢管的体积变化。
本实用新型是一种深海管道外压加载装置，结构设计合理，结构形式简单，整体刚性好，可实现具有不同腐蚀缺陷形状钢管试件的屈曲失稳压力和变形形态，为非线性屈曲失稳理论模型分析和数值模拟提供重要的验证数据，是一个精确测试、数据可靠的高水平的试验技术平台。
附图说明
图1是本装置进行钢管外压屈曲测试试验图，右边圆环为舱体1的截面图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
实施例1
参见图1，本实用新型一种压力舱实验装置，由压力舱体1、平盖2、压力传感器3、放气口4、进出水口5、加压泵6、盛水容器7、电子秤8、钢管9、堵头10、缺陷11、排水导管12构成，压力舱体1总长2m，内径200mm，压力舱体1端部与平盖2采用紧固螺母固定，平盖2边缘上设置放气口4，平盖2中间位置设置压力传感器3并与平盖2通过内螺纹连接，加压泵6通过端部平盖2上的进出水口5施加内部压力，进出水口5设有一个阀门(图中为示出)，钢管9内置于压力舱体1内，钢管9两侧端部焊有金属堵头10，缺陷11为一凹陷，位于钢管9中部，一侧金属堵头10连接排水导管12穿过平盖2到盛水容器7，盛水容器7置于电子秤8上。平盖2与压力舱体1端部通过螺母紧固螺杆及软铝垫片密封连接。
实施例2
安装好钢管9，连接好实验装置和设备，试验开始前，通过加压泵6向钢管9和排水导管12灌水,灌满水通过加压泵6排出压力舱体1内气体，观察到有水从进出口5涌出后，关闭进出口5阀门，观测到压力开始上升且维持一段时间内部下降，表明继续将水泵入深海压力舱体1内，观察到压力开始上身且维持一段时间内部下降，表明舱体密封性良好。当深海压力舱体1内压力上升至某临界压力值，舱内发出脆响，该临界压力即为钢管9的局部屈曲失稳压力，记录此时的压力传感器3读数，缓慢打开进出口5阀门，释放压力舱体1内部压力，拆除平盖2，取出钢管9，观察屈曲失稳形态。通过该试验可测得不同腐蚀缺陷形状和缺陷几何尺寸、单一腐蚀缺陷或多个腐蚀缺陷钢管试件的屈曲失稳压力和变形形态，为非线性屈曲失稳理论模型分析和有限元数值模拟提供重要的验证数据。
Claims (4)
1.一种压力舱实验装置，其特征在于，由压力舱体(1)、平盖(2)、压力传感器(3)、放气口(4)、进出水口(5)、加压泵(6)、盛水容器(7)、电子秤(8)、钢管(9)、堵头(10)、缺陷(11)、排水导管(12)构成，压力舱体(1)端部与平盖(2)固定，靠***盖(2)边缘上设置放气口(4)，平盖(2)中间位置设置压力传感器(3)并与平盖(2)通过内螺纹连接，进出水口(5)设有一个阀门，钢管(9)内置于压力舱体(1)内，钢管(9)两侧端部焊有金属堵头(10)，缺陷(11)为一凹陷，位于钢管(9)中部，一侧金属堵头(10)上连接排水导管(12)穿过平盖(2)到盛水容器(7)，盛水容器(7)置于电子秤(8)上。
2.根据权利要求1所述的一种压力舱实验装置，其特征在于，平盖(2)与压力舱体(1)端部通过螺母紧固螺杆及软铝垫片密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种压力舱实验装置，其特征在于，压力舱体(1)总长2m，内径200mm。
4.根据权利要求1所述的一种压力舱实验装置，其特征在于，钢管(9)采用SS304不锈钢钢管，压力舱体(1)选用低合金16Mn钢材料，平盖(2)采用四级锻件，加压泵(6)为手摇柱塞式。
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Country Status (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113237770A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-10 | 浙江大学 | 一种腐蚀管道剩余强度试验装置及方法 |
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2020
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