[发明专利]一种机械复合管结合强度的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于机械性能检测技术领域，具体涉及一种机械复合管结合强度的评价方法。

背景技术

机械复合管是利用衬管与基管的相对变形使得衬管与基管相互结合，衬管和基管之间没有形成冶金结合界面，衬管和基管的结合主要靠基管和衬管之间的径向残余应力来维持，因此，结合强度的好坏直接决定了机械复合管的使用环境。

目前用于评估机械复合管的结合强度的指标有轴向剪切分离强度和径向夹持力。其中，轴向剪切分离强度，是指在外载作用下使得基管和衬管发生相对滑动时轴向方向界面剪应力的大小；径向夹持应力是指基管和衬管复合后，作用在内衬管外表面的径向残余压应力。

就以上两个指标的评价方法而言，目前国内外均采用破坏性抽检的办法，破坏检测的手段主要有两种：一种是残余应力释放法来测径向夹持力，另一种是轴向压缩或轴向拉伸法来测轴向剪切强度。残余应力释放法是通过测量复合管去掉基管前后衬管轴向和环向应变的变化来计算复合管环向残余应力的一种方法。轴向拉伸或压缩法是通过拉伸或压缩基管和衬管，使得其产生相对滑动时测得最大轴向切应力的一种方法。

上述两种检测方法存在着三个弊端：其一，属于破坏性检验，检验成本高；其二，检测方法繁琐，检测速度慢，采用残余应力和轴向拉伸或压缩法检验一根复合管结合强度高低时一般需要两三天的时间；其三，只能在复合管的两个端头进行取样，检测误差大，测试结果可信度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械复合管结合强度的评价方法，解决了现有方法需进行破坏性检测，且检测误差大、成本高、效率低及无法在线检测的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种机械复合管结合强度的评价方法，包括以下步骤：

步骤1、选定结合强度符合评价要求，且与待测机械复合管相同材质和规格的标准件机械复合管；

步骤2、以一定方式对步骤1得到的标准件机械复合管施加激振，记录激振力信号，实时采集该标准件机械复合管特定点的加速度信号，对得到的信号进行分析处理，获得标准件机械复合管的模态参数值；

步骤3、以与步骤2相同的方式，对待测机械复合管施加相同激振，并实时采集该测机械复合管对应点的加速度信号，对得到的信号进行分析处理，获得该待测机械复合管的相同模态参数值；

步骤4、将步骤3获得的待测机械复合管的模态参数值与步骤2获得的标准件机械复合管的模态参数值进行对比，根据对比结果，判断该待测机械复合管结合强度是否合格。

其中，步骤1中，标准件机械复合管的具体选定方法为：

步骤1.1、将与待测复合管的等材质、等外径、等壁厚和等长度的基管和衬管同轴装配，得到标准化处理前的机械复合管；

步骤1.2、标准化处理

步骤1.2.1、初次加载

将步骤1.1得到的复合管的两端部安装密封装置，在基管外部正上方的中点位置上贴轴向应变片和环向应变片；

向衬管内腔注水，注水速度为衬管内的静水压力每分钟增加0.01±0.005Mpa，动态采集并记录基管环向应变ε_θ和轴向应变ε_z；

根据得到的环向应变ε_θ和轴向应变计算基管内表面实时环向应力σ_θ，当满足σ_θ≥σ_θ标准时停止注水并去水卸载，很据卸载后的基管环向应变ε′_θ和轴向应变ε′_z计算得到环向残余应力σ′_θ，当满足σ_θ标准≤σ′_θ≤1.5σ_θ标准时得到标准化处理后的机械复合管，其中，σ_θ标准为预定的最小环向应力值，否则，转入步骤1.2.2；

步骤1.2.2、重复加载

再次向衬管内腔注水，注水速度为衬管内的静水压力每分钟增加0.01±0.005Mpa，注水一分钟后，去水卸载，采集卸载后的基管环向应变ε′_θ和轴向应变ε′_z计算得到环向残余应力σ′_θ，当满足σ_θ标准≤σ′_θ≤1.5σ_θ标准时得到标准化处理后的机械复合管，否则重复本步骤直至满足σ_θ标准≤σ′_θ≤1.5σ_θ标准；

步骤1.2.3、

将得到的标准后处理后的机械复合管的两端部的密封装置拆卸，得到标准件机械复合管。