一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置及其實驗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置及其實驗方法，包括底座、設置在底座上的加載裝置，即兩組載荷支撐柱組件和兩組外壓桿組件；外壓桿組件設置在載荷支撐柱組件的兩端；該試驗裝置還包括一個向試驗管道內(nèi)加入空氣的加壓系統(tǒng)。加載裝置對測試管道施加試驗所需的載荷形式和大小；管道空氣加壓系統(tǒng)對試驗管道施加試驗所需的空氣壓力；控制系統(tǒng)通過傳感器對通入管道的空氣壓力值進行監(jiān)測，并根據(jù)試驗要求，通過控制電路模塊對管道空氣壓力進行控制和試驗壓力值進行記錄。整個試驗裝置滿足了管道性能和壽命測試的要求，為燃氣管道性能壽命測試項目提供了全尺寸四點彎曲試驗平臺。
【專利說明】一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置及其實驗方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及天然氣管測試裝置，尤其涉及一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置及其實驗方法。

【背景技術】
[0002]從1995年至2006年間，天然氣輸氣管道中塑料管里程所占份額增加13%。在新增加的天然氣管線中，61%是塑料管，其中PE管占99.3%，為了給用戶提供安全可靠的氣體能源，對PE管進行不同缺陷程度及不同壓力下疲勞測試，研究不同缺陷對管線壽命影響具有非常重要的意義。
[0003]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和能源消耗的提升，天然氣作為一種清潔能源得到了迅猛的發(fā)展，同時作為輸配天然氣的管道也得到了廣泛的使用，自20世紀60年代開始，聚乙烯管輸配天然氣發(fā)展迅速，而目前國內(nèi)還沒有對天然氣管道性能和壽命測試的系統(tǒng)設備，對天然氣管道的全尺寸四點彎曲試驗急需一種試驗平臺。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置及其實驗方法。能夠?qū)崿F(xiàn)對天然氣管道的性能和壽命的測試。
[0005]本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn):
[0006]一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置，包括底座10、設置在底座10上的兩組載荷支撐柱組件3和兩組外壓桿組件2 ;外壓桿組件2設置在載荷支撐柱組件3的兩端；該試驗裝置還包括一個向試驗管道I內(nèi)加入空氣的加壓系統(tǒng)。
[0007]所述兩組載荷支撐柱組件3和兩組外壓桿組件2在底座10上呈一條軸線排列并相互間隔。
[0008]所述載荷支撐柱組件3包括載荷支撐柱17、支撐板座16、支撐板15、上固定板17-1、下固定板19 ；
[0009]載荷支撐柱17的下端通過上固定板17-1設置在底座10上放，下固定板19位于底座10下方，上固定板17-1和下固定板19通過螺栓20連接，從而固定在底座10上；
[0010]載荷支撐柱17的上端為階梯軸形式，支撐板座16位于載荷支撐柱17的階梯軸上，支撐板15位于支撐板座16上并通過銷與支撐板座16能夠繞支撐板座16轉(zhuǎn)動的方式連接。
[0011]所述支撐板15的上表面與管道的外表面形狀相應，從而與試驗管道I的表面實現(xiàn)面接觸。
[0012]所述外壓桿組件2包括外壓桿12、外壓板14、絲杠11、絲杠連接板13 ；
[0013]所述絲杠連接板13和外壓板14設置在外壓桿12的上端，外壓桿12的下端通過鉸鏈18與底座10活動連接；
[0014]所述外壓板14的兩端連接活套設在兩根外壓桿12上，外壓板14的下表面與試驗管道I相接觸，絲杠連接板13位于外壓板14上方并與外壓桿12固定，絲杠連接板13中間通孔安裝絲杠11，絲杠11的下端與外壓板14相抵，絲杠11旋轉(zhuǎn)向下運動時能夠使外壓板14向試驗管道I方向運動，并對試驗管道I施加向下的載荷。
[0015]所述外壓板14的下表面與試驗管道I的外表面形狀相應，從而與試驗管道I的表面實現(xiàn)面接觸。
[0016]所述加壓系統(tǒng)包括:空氣加壓裝置和空氣加壓裝置的控制系統(tǒng)；
[0017]所述空氣加壓裝置包括空氣壓縮機7和輸氣管4 ;輸氣管4上依次設有增壓閥8、壓力傳感器9;
[0018]所述控制系統(tǒng)包括:控制電路模塊5和連接控制電路模塊5的計算機信號采集裝置6，控制電路模塊5分別連接壓力傳感器9和空氣壓縮機7。
[0019]一種天然氣管全尺寸四點彎曲試驗方法如下:
[0020]試驗時，將試驗測試的天然氣管道I放置在兩組載荷支撐柱組件3和兩組外壓桿組件2上；
[0021]天然氣管道I由位于底座10中間部位的兩組載荷支撐柱3支撐，支撐板15能夠自由轉(zhuǎn)動，使其與天然氣管道I的外周面接觸；
[0022]天然氣管道I兩端由位于底座10兩端的外壓桿組件2對其施加載荷，即外壓桿組件2的外壓板14放置在天然氣管道I的上表面，旋轉(zhuǎn)絲杠11向下運動，使外壓板14向試驗管道I方向運動，并對試驗管道I施加向下的載荷，
[0023]將試驗用的天然氣管道I 一端封閉，另一端與輸氣軟4連接，空氣壓縮機7工作，壓縮空氣經(jīng)過增壓閥8輸入天然氣管道I內(nèi)并對其進行充氣加壓，傳感器9把天然氣管道I內(nèi)的氣體壓力信號傳輸給控制系統(tǒng)6,控制系統(tǒng)6根據(jù)試驗要求,通過控制電路模塊5對空氣加壓裝置進行控制并進行數(shù)據(jù)采集與記錄，從而獲得天然氣管。
[0024]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0025]該試驗裝置及其方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對天然氣管道的性能和壽命的測試，加載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對試驗測試管道進行形式和壓力的加載；空氣加壓裝置能夠根據(jù)試驗要求對管道內(nèi)部施加所需的氣體壓力；控制系統(tǒng)能夠?qū)υ囼灁?shù)據(jù)進行采集和記錄，同時通過控制電路模塊對空氣加壓裝置進行控制調(diào)節(jié)。整個試驗裝置滿足了管道性能和壽命測試的要求，為燃氣管道性能壽命測試項目提供了全尺寸四點彎曲試驗平臺。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明結構示意圖。
[0027]圖2為圖1載荷支撐柱組件上部結構示意圖。
[0028]圖3為圖1載荷支撐柱組件下部結構示意圖。
[0029]圖4為圖1兩組外壓桿組件上部結構示意圖。
[0030]圖5為圖1兩組外壓桿組件下部結構示意圖。
[0031]圖6為圖1兩組載荷支撐柱組件和兩組外壓桿組件透視圖。

【具體實施方式】
[0032]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。
[0033]實施例
[0034]如圖1至6所示。本發(fā)明天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置，包括底座10、設置在底座10上的兩組載荷支撐柱組件3和兩組外壓桿組件2 ;外壓桿組件2設置在載荷支撐柱組件3的兩端；
[0035]該試驗裝置還包括一個向試驗管道I內(nèi)加入空氣的加壓系統(tǒng)。
[0036]所述兩組載荷支撐柱組件3和兩組外壓桿組件2在底座10上呈一條軸線排列并相互間隔。
[0037]所述載荷支撐柱組件3包括載荷支撐柱17、支撐板座16、支撐板15、上固定板17-1、下固定板19 ；
[0038]載荷支撐柱17的下端通過上固定板17-1設置在底座10上放，下固定板19位于底座10下方，上固定板17-1和下固定板19通過螺栓20連接，從而固定在底座10上；
[0039]載荷支撐柱17的上端為階梯軸形式，支撐板座16位于載荷支撐柱17的階梯軸上，支撐板15位于支撐板座16上并通過銷與支撐板座16能夠繞支撐板座16轉(zhuǎn)動的方式連接。
[0040]所述支撐板15的上表面與管道的外表面形狀相應，從而與試驗管道I的表面實現(xiàn)面接觸。
[0041]所述外壓桿組件2包括外壓桿12、外壓板14、絲杠11、絲杠連接板13 ；
[0042]所述絲杠連接板13和外壓板14設置在外壓桿12的上端，外壓桿12的下端通過鉸鏈18與底座10活動連接；
[0043]所述外壓板14的兩端連接活套設在兩根外壓桿12上，外壓板14的下表面與試驗管道I相接觸，絲杠連接板13位于外壓板14上方并與外壓桿12固定，絲杠連接板13中間通孔安裝絲杠11，絲杠11的下端與外壓板14相抵，絲杠11旋轉(zhuǎn)向下運動時能夠使外壓板14向試驗管道I方向運動，并對試驗管道I施加向下的載荷。
[0044]所述外壓板14的下表面與試驗管道I的外表面形狀相應，從而與試驗管道I的表面實現(xiàn)面接觸。
[0045]所述加壓系統(tǒng)包括:空氣加壓裝置和空氣加壓裝置的控制系統(tǒng)；
[0046]所述空氣加壓裝置包括空氣壓縮機7和輸氣管4 ;輸氣管4上依次設有增壓閥8、壓力傳感器9;
[0047]所述控制系統(tǒng)包括:控制電路模塊5和連接控制電路模塊5的計算機信號采集裝置6，控制電路模塊5分別連接壓力傳感器9和空氣壓縮機7。
[0048]空氣壓縮機7提供一定壓力的壓縮空氣，經(jīng)過增壓閥8和輸氣軟管4將壓縮空氣輸入試驗測試管道I 一端，管道的另一端封閉，從而對試驗管道內(nèi)部施加試驗所需的空氣壓力值，增壓閥8根據(jù)試驗要求對空氣壓縮機7提供的空氣壓力進行調(diào)節(jié)，壓力傳感器9把通入測試管道內(nèi)的氣體壓力值傳送給控制系統(tǒng)。
[0049]天然氣管全尺寸四點彎曲試驗方法如下:
[0050]試驗時，將試驗測試的天然氣管道I放置在權利要求1至7中任一項中的兩組載荷支撐柱組件3和兩組外壓桿組件2上；
[0051]天然氣管道I由位于底座10中間部位的兩組載荷支撐柱3支撐，支撐板15能夠自由轉(zhuǎn)動，使其與天然氣管道I的外周面接觸；
[0052]天然氣管道I兩端由位于底座10兩端的外壓桿組件2對其施加載荷，即外壓桿組件2的外壓板14放置在天然氣管道I的上表面，旋轉(zhuǎn)絲杠11向下運動，使外壓板14向試驗管道I方向運動，并對試驗管道I施加向下的載荷，由于外壓桿組件2與底座10鉸鏈18連接，故外壓桿組件2能夠自由轉(zhuǎn)動，從而外壓桿12上的外壓板14能夠始終與管道保持面接觸，從而不對管道表面造成損害。將試驗用的天然氣管道I 一端封閉，另一端與輸氣軟4連接，空氣壓縮機7工作，壓縮空氣經(jīng)過增壓閥8輸入天然氣管道I內(nèi)并對其進行充氣加壓，傳感器9把天然氣管道I內(nèi)的氣體壓力信號傳輸給控制系統(tǒng)6，控制系統(tǒng)6根據(jù)試驗要求，通過控制電路模塊5對空氣加壓裝置進行控制并進行數(shù)據(jù)采集與記錄，從而獲得天然氣管。
[0053]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0054]本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種天然氣管全尺寸四點彎曲的試驗裝置，其特征在于:包括底座(10)、設置在底座(10)上的兩組載荷支撐柱組件(3)和兩組外壓桿組件(2);外壓桿組件(2)設置在載荷支撐柱組件(3)的兩端； 該試驗裝置還包括一個向試驗管道(I)內(nèi)加入空氣的加壓系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:所述兩組載荷支撐柱組件(3)和兩組外壓桿組件(2)在底座(10)上呈一條軸線排列并相互間隔。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的試驗裝置，其特征在于:所述載荷支撐柱組件(3)包括載荷支撐柱(17)、支撐板座(16)、支撐板(15)、上固定板(17-1)、下固定板(19)； 載荷支撐柱(17)的下端通過上固定板(17-1)設置在底座(10)上放，下固定板(19)位于底座(10)下方，上固定板(17-1)和下固定板(19)通過螺栓20連接，從而固定在底座(10)上； 載荷支撐柱(17)的上端為階梯軸形式，支撐板座(16)位于載荷支撐柱(17)的階梯軸上，支撐板(15)位于支撐板座(16)上并通過銷與支撐板座(16)能夠繞支撐板座(16)轉(zhuǎn)動的方式連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的試驗裝置，其特征在于:所述支撐板(15)的上表面與管道的外表面形狀相應，從而與試驗管道(I)的表面實現(xiàn)面接觸。
5.根據(jù)權利要求3所述的試驗裝置，其特征在于:所述外壓桿組件(2)包括外壓桿(12)、外壓板(14)、絲杠(11)、絲杠連接板(13)； 所述絲杠連接板(13)和外壓板(14)設置在外壓桿(12)的上端，外壓桿(12)的下端通過鉸鏈(18)與底座(10)活動連接； 所述外壓板(14)的兩端連接活套設在兩根外壓桿(12)上，外壓板(14)的下表面與試驗管道(I)相接觸，絲杠連接板(13)位于外壓板(14)上方并與外壓桿(12)固定，絲杠連接板(13)中間通孔安裝絲杠(11)，絲杠(11)的下端與外壓板(14)相抵，絲杠(11)旋轉(zhuǎn)向下運動時能夠使外壓板(14)向試驗管道(I)方向運動，并對試驗管道(I)施加向下的載荷。
6.根據(jù)權利要求4所述的試驗裝置，其特征在于:所述外壓板(14)的下表面與試驗管道(I)的外表面形狀相應，從而與試驗管道(I)的表面實現(xiàn)面接觸。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的試驗裝置，其特征在于所述加壓系統(tǒng)包括:空氣加壓裝置和空氣加壓裝置的控制系統(tǒng)； 所述空氣加壓裝置包括空氣壓縮機(7)和輸氣管(4);輸氣管(4)上依次設有增壓閥(8)、壓力傳感器(9)； 所述控制系統(tǒng)包括:控制電路模塊(5)和連接控制電路模塊(5)的計算機信號采集裝置(6)，控制電路模塊(5)分別連接壓力傳感器(9)和空氣壓縮機(7)。
8.一種天然氣管全尺寸四點彎曲試驗方法，其特征在于下述步驟: 試驗時，將試驗測試的試驗管道(I)放置在權利要求1至7中任一項中的載荷支撐柱組件(3)和外壓桿組件(2)上； 試驗管道(I)由位于底座(10)中間部位的兩組載荷支撐柱3支撐，支撐板(15)能夠自由轉(zhuǎn)動，使其與試驗管道(I)的外周面接觸； 試驗管道(I)兩端由位于底座(10)兩端的外壓桿組件(2)對其施加載荷，即外壓桿組件(2)的外壓板(14)放置在試驗管道(I)的上表面，旋轉(zhuǎn)絲杠(11)向下運動，使外壓板(14)向試驗管道(I)方向運動，并對試驗管道(I)施加向下的載荷； 將試驗用的試驗管道(I) 一端封閉，另一端與輸氣(4)連接，空氣壓縮機(7)工作，壓縮空氣經(jīng)過增壓閥(8)輸入試驗管道(I)內(nèi)并對其進行充氣加壓，傳感器9把試驗管道(I)內(nèi)的氣體壓力信號傳輸給計算機信號采集裝置￠)，計算機信號采集裝置(6)根據(jù)試驗要求，通過控制電路模塊(5)對空氣加壓裝置進行控制并進行數(shù)據(jù)采集與記錄，從而獲得天然氣管。
【文檔編號】G01N3/20GK104406862SQ201410691341
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】曲杰, 李亞成 申請人:華南理工大學