本實(shí)用新型涉及管材拉伸試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，具體涉及一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，屬于非金屬復(fù)合管材拉伸性能測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

復(fù)合塑料高壓輸送工業(yè)用管道的工作環(huán)境比較惡劣，主要應(yīng)用在石油天然氣、海洋工程的油井井場或氣田的油氣集輸、注水、高壓注醇及污水處理等方面。在井場或氣田的豎井中工作時(shí)，管道軸向承受較大的拉力，內(nèi)部承受較高的注水壓力，并且管外壁在工作時(shí)浸泡在具有一定溫度和腐蝕性的介質(zhì)中，這種復(fù)雜的工作環(huán)境對(duì)管道的制造工藝和性能檢測設(shè)備具有很高的要求。

柔性復(fù)合塑料高壓輸送管是一種由塑料復(fù)合制成的新型工業(yè)用管道，復(fù)合管在組成上具有多層結(jié)構(gòu)，主要由內(nèi)芯層、纏繞層和外包覆層等組成，其中內(nèi)芯層起著密封、防腐和抗壓的作用；纏繞層主要起增大強(qiáng)度和抗壓的作用；外包覆層主要起防腐的作用，具有耐高壓、耐腐蝕、柔性好等優(yōu)點(diǎn)。目前在國內(nèi)柔性復(fù)合塑料管的生產(chǎn)工藝相對(duì)比較成熟，但在其熱拉伸、內(nèi)充壓等綜合性能測試方面仍然存在較大的問題和不足。目前沒有多功能的復(fù)合管性能測試設(shè)備能將復(fù)合管在豎井中的工作環(huán)境模擬出來，從而得到其軸向拉力、延伸率、內(nèi)部注水壓力及環(huán)境介質(zhì)的溫度等參量。因此研發(fā)柔性復(fù)合塑料管多功能測試裝備具有實(shí)際意義。正是基于該測試設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，本實(shí)用新型提供了一種新的軸向熱拉伸非金屬復(fù)合管的試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管的試驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠降低制造成本，提高加壓測試的安全性；同時(shí)也可獲得不同直徑管坯的多種性能參數(shù)，具有一定的通用性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開了如下技術(shù)方案：

一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，包括復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置、一體式缸體、加熱系統(tǒng)、復(fù)合管夾持裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、密封鎖緊裝置和傳感測量裝置：

一體式缸體，集成了受力梁和盛水功能，包括圓筒式缸體、左缸蓋、右缸蓋和頂部的密封缸蓋；

復(fù)合管夾持裝置，用于夾持復(fù)合管，包括管端夾具和接軸式夾具，管端夾具安裝在一體式缸體的左缸蓋處，接軸式夾具安裝在一體式缸體的右缸蓋中心的通孔處，接軸式夾具一端連接復(fù)合管，另一端連接機(jī)械傳動(dòng)裝置的中聯(lián)板；

復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置，用于給復(fù)合管內(nèi)部加壓，通過管路經(jīng)左缸蓋將加壓介質(zhì)輸送至復(fù)合管內(nèi)部；

加熱系統(tǒng)，用于給一體式缸體內(nèi)部的傳熱介質(zhì)加熱，其安裝在一體式缸體內(nèi)部；

機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于給復(fù)合管施加軸向拉伸應(yīng)力，包括左機(jī)架、中聯(lián)板、絲杠、右機(jī)架、減速箱及伺服電機(jī)等，左機(jī)架安裝在右缸蓋上，絲杠安裝在左機(jī)架和右機(jī)架之間，中聯(lián)板安裝在絲杠上，中聯(lián)板上固定在接軸式夾具的一端，伺服電機(jī)通過減速箱傳動(dòng)連接絲杠；

密封鎖緊裝置，用于一體式缸體的鎖緊和密封，包括安裝在右缸蓋及左機(jī)架上的密封圈及鎖緊螺栓等；

傳感測量裝置，用于測量復(fù)合管在熱拉伸變形過程中的物理參量，包括安裝在一體式缸體內(nèi)部的壓力傳感器和溫度傳感器，和安裝在接軸式夾具上的位移傳感器等。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置包括水壓泵站和止回閥組，水壓泵站通過管路輸送加壓介質(zhì)至復(fù)合管內(nèi)部，止回閥組安裝在水壓泵站與復(fù)合管內(nèi)部之間的管路上。

進(jìn)一步的，所述加熱系統(tǒng)為電阻加熱器，分別安裝在一體化缸體內(nèi)部的左缸蓋和右缸蓋上。

進(jìn)一步的，所述密封鎖緊裝置還包括密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手，密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手安裝在密封缸蓋上。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合管夾持裝置設(shè)有不同尺寸規(guī)格的夾頭，以適應(yīng)不同直徑的復(fù)合管。

本實(shí)用新型公開的一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，具有以下有益效果：

1.通過一套測試設(shè)備可以模擬柔性復(fù)合管在豎井中的工作環(huán)境，同時(shí)能夠獲得復(fù)合管在熱拉伸過程的軸向力、軸向延伸率、軸向變形量、內(nèi)部注水壓力及環(huán)境介質(zhì)的溫度等參量。

2.柔性復(fù)合塑料管測試裝置可通過變換夾具夾頭來測試不同直徑的管坯性能，具有一定的通用性。

3.利用水浴等介質(zhì)對(duì)整個(gè)管坯進(jìn)行加熱，可較準(zhǔn)確、均勻地控制管坯表面的溫度，并且受熱比較均勻。同時(shí)可以模擬柔性復(fù)合管在豎井中的實(shí)際工作環(huán)境，也可通過更換加熱介質(zhì)，來模擬樣品管坯在不用介質(zhì)中的工作狀態(tài)。

4.設(shè)計(jì)的缸梁一體式筒形缸體即可作為拉伸試驗(yàn)裝置的應(yīng)力支撐梁，也可用來盛裝加熱介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、一體化，既減輕了設(shè)備的質(zhì)量，又降低了設(shè)備的成本。

5.利用圓筒形端口螺栓密封裝置和可挪動(dòng)的密封蓋進(jìn)行密封，以防止管子在內(nèi)部受高壓，外部受熱軟化的情況下而發(fā)生炸裂，提高了設(shè)備加壓測試的安全性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中I處經(jīng)1:3局部放大圖；

其中：1水壓泵站；2止回閥組；3管端夾具；4壓力傳感器；5左缸蓋；6電阻加熱器；7圓筒形缸體；8復(fù)合管；9旋轉(zhuǎn)緊鎖扳手；10溫度傳感器；11放水閥；12密封缸蓋；13傳熱介質(zhì)；14接軸式夾具；15右缸蓋；16密封圈；17左機(jī)架；18位移傳感器；19中聯(lián)板；20絲杠；21右機(jī)架；22減速箱；23伺服電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

請(qǐng)參見圖1-圖2。

一種軸向熱拉伸柔性復(fù)合塑料高壓輸送管試驗(yàn)裝置，包括復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置、一體式缸體、加熱系統(tǒng)、復(fù)合管夾持裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、密封鎖緊裝置和傳感測量裝置：

一體式缸體，集成了受力梁和盛水功能，包括圓筒式缸體7、左缸蓋5、右缸蓋15和頂部的密封缸蓋12；

復(fù)合管夾持裝置，用于夾持復(fù)合管，包括管端夾具3和接軸式夾具14，管端夾具3安裝在一體式缸體的左缸蓋5處，接軸式夾具14安裝在一體式缸體的右缸蓋15中心的通孔處，接軸式夾具14一端連接復(fù)合管8，另一端連接機(jī)械傳動(dòng)裝置的中聯(lián)板19；

復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置，用于給復(fù)合管8內(nèi)部加壓，通過管路經(jīng)左缸蓋5將加壓介質(zhì)輸送至復(fù)合管8內(nèi)部；

加熱系統(tǒng)，用于給一體式缸體內(nèi)部的傳熱介質(zhì)13加熱，其安裝在一體式缸體內(nèi)部；

機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于給復(fù)合管8施加軸向拉伸應(yīng)力，包括左機(jī)架17、中聯(lián)板19、絲杠20、右機(jī)架21、減速箱22及伺服電機(jī)23等，左機(jī)架17安裝在右缸蓋15上，絲杠20安裝在左機(jī)架17和右機(jī)架21之間，中聯(lián)板19安裝在絲杠20上，中聯(lián)板19上固定在接軸式夾具14的一端，伺服電機(jī)23通過減速箱22傳動(dòng)連接絲杠20；

密封鎖緊裝置，用于一體式缸體的鎖緊和密封，包括安裝在右缸蓋15及左機(jī)架17上的密封圈16及鎖緊螺栓等；

傳感測量裝置，用于測量復(fù)合管在熱拉伸變形過程中的物理參量，包括安裝在一體式缸體內(nèi)部的壓力傳感器和溫度傳感器，和安裝在接軸式夾具上的位移傳感器等。

作為具體實(shí)施例，所述復(fù)合管內(nèi)部加壓裝置包括水壓泵站1和止回閥組2，水壓泵站1通過管路輸送加壓介質(zhì)至復(fù)合管8內(nèi)部，止回閥組2安裝在水壓泵站1與復(fù)合管8內(nèi)部之間的管路上。

作為具體實(shí)施例，所述加熱系統(tǒng)為電阻加熱器6，分別安裝在一體化缸體內(nèi)部的左缸蓋5和右缸蓋15上。

作為具體實(shí)施例，所述密封鎖緊裝置還包括密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手9，密封旋轉(zhuǎn)鎖緊扳手9安裝在密封缸蓋12上。

作為具體實(shí)施例，柔性復(fù)合塑料管測試裝置具有一定的通用性，復(fù)合管夾持裝置設(shè)有不同尺寸規(guī)格的夾頭，可通過變換夾具夾頭來測試不同直徑管坯的物理性能參數(shù)，如復(fù)合管所受拉伸力、延伸率及形變量等。

本實(shí)用新型工作時(shí)，將制備的復(fù)合管樣品固定在拉伸裝置的夾具上，利用筒形缸體兩側(cè)的電阻加熱器6對(duì)缸體內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行加熱，并用水壓泵站1向復(fù)合管樣品內(nèi)注入一定量的水，使復(fù)合管8內(nèi)部承受一定的高壓。通過筒形缸體內(nèi)部熱水的熱傳導(dǎo)作用，使整個(gè)復(fù)合管8的表面溫度達(dá)到一定試驗(yàn)值，最后內(nèi)受高壓、外部受熱的復(fù)合管坯樣品在拉伸機(jī)作用下產(chǎn)生一定的伸長形變。利用介質(zhì)浴對(duì)整個(gè)管坯進(jìn)行加熱，通過固定在拉伸裝置上的各種傳感器來測量管坯樣品在熱拉伸變形過程中的各種物理參量?？奢^準(zhǔn)確、均勻地控制管坯表面的溫度，也可以模擬柔性復(fù)合管在豎井中的實(shí)際工作環(huán)境。

具體來說，工作過程如下：

1.管坯前處理，即通過下料、表面打磨、鎖管接頭等方法制取柔性復(fù)合塑料管軸向熱拉伸試驗(yàn)樣品；

2.上管，將制備好的復(fù)合管8裝在夾持裝置的管端夾具3和接軸式夾具14上；

3.定位加熱，將裝好的復(fù)合管8進(jìn)行定位，并利用左缸蓋5、右缸蓋15兩側(cè)的電阻加熱器6對(duì)缸體內(nèi)傳熱介質(zhì)13進(jìn)行加熱，通過溫度傳感器10來測量傳熱介質(zhì)13的溫度，使其達(dá)到試驗(yàn)所要求的溫度；

4.充水加壓，利用水壓泵站1和止回閥組2等向復(fù)合管內(nèi)部注入一定量的水，使復(fù)合管內(nèi)部的工作壓力達(dá)到試驗(yàn)所要求的壓力值；

5.加載拉伸，復(fù)合管坯樣品在機(jī)械拉伸機(jī)作用下發(fā)生一定的伸長和變形，通過安裝在裝置上的各種傳感器來測量復(fù)合管坯樣品在熱拉過程中的各種性能參量，如軸向受力、管坯軸向變形量、內(nèi)部注水壓力及環(huán)境介質(zhì)的溫度等；

6.卸載后處理，加載結(jié)束后，對(duì)復(fù)合管試驗(yàn)樣品管進(jìn)行泄壓并停止加熱，通過放水閥11將缸體內(nèi)的介質(zhì)13放出，最后將管坯樣品8從試驗(yàn)裝置中取出、分析。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，而非對(duì)其限制；應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改和替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。