[发明专利]基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：包括夹持系统、压力控制系统、轴向形变测量系统、温度控制系统和应变检测系统，其中：

所述夹持系统包括分别位于管道两端的第一固定支台和第二固定支台，所述第一固定支台依次与液压系统、推力杆和第一封堵头连接，所述第二固定支台与第二封堵头连接；

所述压力控制系统包括预埋于第一封堵头内的压力控制管道，以及安装在压力控制管道引出管上的压力变送器；

所述轴向形变测量系统包括安装于管道外表面的轴向应变片和设置在管道外侧的激光定位点；

所述温度控制系统包括设置在管道外部的水浴控温槽，所述水浴控温槽与第一封堵头的过渡段为柔性波纹连接；

所述应变检测系统包括安装于管道基管外侧和内衬里侧的应变花，安装在基管外侧的应变花与数据采集系统连接，安装在内衬里侧的应变花通过电-信转换密封块和预埋线缆与数据采集系统连接；

所述电-信转换密封块预先安装于第二封堵头上，为多环带螺纹圆柱体，中心至最外侧分别为带螺纹钢制信号圆柱体、第一带螺纹绝缘圆环、带螺纹钢制供电圆环和第二带螺纹绝缘圆环；所述预埋线缆包括电线和通信线，分别与电-信转换密封块的带螺纹钢制供电圆环和带螺纹钢制信号圆柱体连接；所述预埋线缆设置在第二封堵头的预埋管道中。

2.根据权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：所述固定支台为钢制结构；所述液压系统最大荷载不低于限制管道轴向约束所需荷载的5倍，所述推力杆为高强度不锈钢材质，有效行程不小于0.3m，有效轴向承载力不低于管道轴向约束力的3倍；所述推力杆与第一封堵头连接处采用补强措施；所述封堵头为钢制圆盘，厚度不低于0.1m，在封堵头面向管道一侧设置凹槽，并铺垫橡胶，所述凹槽深度不小于0.03m。

3.根据权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：所述压力控制管道为不锈钢管道，管径为DN15，在第一封堵头的非管道接触侧引出，用于连接水压供应系统。

4.根据权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：所述激光定位点包括管道外贴的对准标牌和激光对准仪，所述对准标牌为带有“十”字型的铁片，其水平高度与激光对准仪平齐。

5.根据权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：所述水浴控温槽为恒温水浴槽，呈长方体，顶面为敞口面，设置不锈钢盖板；底部设置连续导向支撑，供管道呈架空在位状态，且保持管道轴向平直度。

6.根据权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：所述应变花为多向应变片，至少保证在3点、6点、9点和12点方向进行部署。

7.根据权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统，其特征在于：在所述液压系统和水浴控温槽底部设置系统支撑。

8.一种利用权利要求1所述的基于温压协同的机械复合管紧密度辅助测试系统的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在测试前，保持推力杆处于最小运行点，预留空间供机械复合管的安装；通过吊机将机械复合管安装至恒温水浴槽，向恒温水浴槽内注入水，温度控制为模拟安装温度；

步骤二、在机械复合管外表面贴上轴向应变片，并设置激光定位点，进行安装温度下的管道轴向位移初始状态记录，分别提供应变校准和激光点位校准两种比对方式，同时，在机械复合管外侧和内侧安装应变花；

步骤三、利用液压系统和推力杆带动第一封堵头，轴向推动管道至贴紧第二封堵头，并利用第一封堵头提供初始封堵力，通过应变花记录运行前管道基管、内衬应变值；

步骤四、启动升温升压程序，利用压力控制通道向管道内注入升压水，利用恒温水浴槽提供模拟运行温度；管道在升温和升压后，轴向发生膨胀，通过步骤二设置的轴向位移检测系统向液压系统反馈，并由液压系统输出推力，通过推力杆施加于管道轴向，直至轴向位移检测系统停止输出位移补偿信号，通过应变花记录运行中管道基管、内衬应变值；

步骤五、在运行结束后，释放管道内压，降低恒温水浴槽的温度至模拟安装温度，直接释放液压系统，使管道处于无轴向外荷载的状态，通过应变花记录运行后管道基管、内衬应变值。