[发明专利]一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法及试验装置

说明书

本发明公开了一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法及试验装置，包括加载系统、拉伸组件以及变形检测系统；其中，加载系统包括拉伸试验机以及用于控制拉伸试验机工作的拉伸试验控制计算机；拉伸组件包括试样接头、过渡接头和拉伸试样，试样时，该拉伸试样的一端通过一个试样接头和过渡接头与拉伸试验机的移动夹具连接，另一端通过另一个试样接头和过渡接头与拉伸试验机的固定夹具连接；变形检测系统包括变形检测控制计算机以及设置在过渡接头内的摄像机和激光标线器，变形检测控制计算机分别与摄像机和激光标线器相连。该方法依据“力‑形变”拉伸曲线特征点、试样轴向变形量、试样内壁径向截面变形量等参数，对试样失效进行综合判定。

技术领域

本发明属于管材拉伸性能测试技术领域，具体涉及一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法及试验装置。

背景技术

非金属管已经成为油田地面集输管网防腐的重要措施之一，广泛应用于油气集输和注水等工程。其中，柔性复合管由于具有管体柔性可盘卷，安装施工快速，以及对地形适应性好等优点，受到油田的欢迎。柔性复合管管体通常采用三层结构，从芯部向外依次为：使用热塑性塑料挤塑成型的内衬层，由有机纤维或钢丝/带经编织或缠绕成型的结构层，使用热塑性塑料挤塑成型的外壳。柔性复合管之间的连接，以及同金属管道的连接，是通过扣压工艺在柔性复合管的管体端部安装金属接头实现的。

在运输、安装和服役过程中，柔性复合管会承受轴向拉伸载荷，因此为了确保可靠服役，需要测试管材的轴向拉伸性能。目前的产品标准，如SY/T6794-2010和SY/T6662.6-2014，仅要求记录试验过程中的最大力值，作为管材的极限轴向承载能力。而通用的非金属管材拉伸测试方法，如GB/T5349-2005，试样同试验设备之间采用夹持的连接方式，对试样自身的直度和试样两端轴线的对中度要求较高。由于柔性复合管采用盘卷方式储存，制成拉伸样品后管体仍存在弧度，试样两端接头的轴线不重合，采用常规夹持方式将无法安装。此外，在拉伸测试过程中，仅依靠“力-形变”拉伸曲线上的力值大幅降低判定失效时刻，即仅使用最大力值表征管材极限轴向承载能力是有争议的：拉伸过程中，柔性复合管管壁可能发生塌陷或不均匀变形，导致对应位置的管体径向截面发生非圆变形；结构层中的增强材料依次发生断裂，对应的“力-形变”拉伸曲线会出现多次力值突然小幅下降而后再次升高的过程，直至大部分增强材料破坏后，试验力值将无法恢复至最高值；对于非粘结型的管体，在拉伸过程中外壳可能由扣压接头中脱离，从而难以由外部判定管体的不均匀变形。

发明内容

本发明的目的在于针对现有试验技术的不足，提供了一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法及试验装置。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，包括加载系统、拉伸组件以及变形检测系统；其中，

加载系统包括拉伸试验机以及用于控制拉伸试验机工作的拉伸试验控制计算机；

拉伸组件包括试样接头、过渡接头和拉伸试样，试样时，该拉伸试样的一端通过一个试样接头和过渡接头与拉伸试验机的移动夹具连接，另一端通过另一个试样接头和过渡接头与拉伸试验机的固定夹具连接；

变形检测系统包括变形检测控制计算机以及设置在过渡接头内的摄像机和激光标线器，变形检测控制计算机分别与摄像机和激光标线器相连。

本发明进一步的改进在于，过渡接头上开设有穿线孔。

本发明进一步的改进在于，试样接头通过过渡接头与销孔接头的一端连接，销孔接头的另一端通过定位销与移动夹具或者固定夹具连接。

本发明进一步的改进在于，变形检测系统还包括与变形检测控制计算机相连的应变片和激光测距仪，应变片设置在拉伸试样上，激光测距仪用于对拉伸试样的变形进行测量。

本发明进一步的改进在于，变形检测系统还包括与变形检测控制计算机相连的三维数字成像装置。