CN104406862A - 一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置及其实验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置及其实验方法，包括底座、设置在底座上的加载装置，即两组载荷支撑柱组件和两组外压杆组件；外压杆组件设置在载荷支撑柱组件的两端；该试验装置还包括一个向试验管道内加入空气的加压系统。加载装置对测试管道施加试验所需的载荷形式和大小；管道空气加压系统对试验管道施加试验所需的空气压力；控制系统通过传感器对通入管道的空气压力值进行监测，并根据试验要求，通过控制电路模块对管道空气压力进行控制和试验压力值进行记录。整个试验装置满足了管道性能和寿命测试的要求，为燃气管道性能寿命测试项目提供了全尺寸四点弯曲试验平台。

Description

一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置及其实验方法
技术领域
本发明涉及天然气管测试装置，尤其涉及一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置及其实验方法。
背景技术
从1995年至2006年间，天然气输气管道中塑料管里程所占份额增加13％。在新增加的天然气管线中，61％是塑料管，其中PE管占99.3％，为了给用户提供安全可靠的气体能源，对PE管进行不同缺陷程度及不同压力下疲劳测试，研究不同缺陷对管线寿命影响具有非常重要的意义。
随着我国经济的发展和能源消耗的提升，天然气作为一种清洁能源得到了迅猛的发展，同时作为输配天然气的管道也得到了广泛的使用，自20世纪60年代开始，聚乙烯管输配天然气发展迅速，而目前国内还没有对天然气管道性能和寿命测试的系统设备，对天然气管道的全尺寸四点弯曲试验急需一种试验平台。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置及其实验方法。能够实现对天然气管道的性能和寿命的测试。
本发明通过下述技术方案实现：
一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置，包括底座10、设置在底座10上的两组载荷支撑柱组件3和两组外压杆组件2；外压杆组件2设置在载荷支撑柱组件3的两端；该试验装置还包括一个向试验管道1内加入空气的加压系统。
所述两组载荷支撑柱组件3和两组外压杆组件2在底座10上呈一条轴线排列并相互间隔。
所述载荷支撑柱组件3包括载荷支撑柱17、支撑板座16、支撑板15、上固定板17-1、下固定板19；
载荷支撑柱17的下端通过上固定板17-1设置在底座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通过螺栓20连接，从而固定在底座10上；
载荷支撑柱17的上端为阶梯轴形式，支撑板座16位于载荷支撑柱17的阶梯轴上，支撑板15位于支撑板座16上并通过销与支撑板座16能够绕支撑板座16转动的方式连接。
所述支撑板15的上表面与管道的外表面形状相应，从而与试验管道1的表面实现面接触。
所述外压杆组件2包括外压杆12、外压板14、丝杠11、丝杠连接板13；
所述丝杠连接板13和外压板14设置在外压杆12的上端，外压杆12的下端通过铰链18与底座10活动连接；
所述外压板14的两端连接活套设在两根外压杆12上，外压板14的下表面与试验管道1相接触，丝杠连接板13位于外压板14上方并与外压杆12固定，丝杠连接板13中间通孔安装丝杠11，丝杠11的下端与外压板14相抵，丝杠11旋转向下运动时能够使外压板14向试验管道1方向运动，并对试验管道1施加向下的载荷。
所述外压板14的下表面与试验管道1的外表面形状相应，从而与试验管道1的表面实现面接触。
所述加压系统包括：空气加压装置和空气加压装置的控制系统；
所述空气加压装置包括空气压缩机7和输气管4；输气管4上依次设有增压阀8、压力传感器9；
所述控制系统包括：控制电路模块5和连接控制电路模块5的计算机信号采集装置6，控制电路模块5分别连接压力传感器9和空气压缩机7。
一种天然气管全尺寸四点弯曲试验方法如下：
试验时，将试验测试的天然气管道1放置在两组载荷支撑柱组件3和两组外压杆组件2上；
天然气管道1由位于底座10中间部位的两组载荷支撑柱3支撑，支撑板15能够自由转动，使其与天然气管道1的外周面接触；
天然气管道1两端由位于底座10两端的外压杆组件2对其施加载荷，即外压杆组件2的外压板14放置在天然气管道1的上表面，旋转丝杠11向下运动，使外压板14向试验管道1方向运动，并对试验管道1施加向下的载荷，
将试验用的天然气管道1一端封闭，另一端与输气软4连接，空气压缩机7工作，压缩空气经过增压阀8输入天然气管道1内并对其进行充气加压，传感器9把天然气管道1内的气体压力信号传输给控制系统6，控制系统6根据试验要求，通过控制电路模块5对空气加压装置进行控制并进行数据采集与记录，从而获得天然气管。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
该试验装置及其方法，能够实现对天然气管道的性能和寿命的测试，加载装置能够实现对试验测试管道进行形式和压力的加载；空气加压装置能够根据试验要求对管道内部施加所需的气体压力；控制系统能够对试验数据进行采集和记录，同时通过控制电路模块对空气加压装置进行控制调节。整个试验装置满足了管道性能和寿命测试的要求，为燃气管道性能寿命测试项目提供了全尺寸四点弯曲试验平台。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1载荷支撑柱组件上部结构示意图。
图3为图1载荷支撑柱组件下部结构示意图。
图4为图1两组外压杆组件上部结构示意图。
图5为图1两组外压杆组件下部结构示意图。
图6为图1两组载荷支撑柱组件和两组外压杆组件透视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至6所示。本发明天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置，包括底座10、设置在底座10上的两组载荷支撑柱组件3和两组外压杆组件2；外压杆组件2设置在载荷支撑柱组件3的两端；
该试验装置还包括一个向试验管道1内加入空气的加压系统。
所述两组载荷支撑柱组件3和两组外压杆组件2在底座10上呈一条轴线排列并相互间隔。
所述载荷支撑柱组件3包括载荷支撑柱17、支撑板座16、支撑板15、上固定板17-1、下固定板19；
载荷支撑柱17的下端通过上固定板17-1设置在底座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通过螺栓20连接，从而固定在底座10上；
载荷支撑柱17的上端为阶梯轴形式，支撑板座16位于载荷支撑柱17的阶梯轴上，支撑板15位于支撑板座16上并通过销与支撑板座16能够绕支撑板座16转动的方式连接。
所述支撑板15的上表面与管道的外表面形状相应，从而与试验管道1的表面实现面接触。
所述外压杆组件2包括外压杆12、外压板14、丝杠11、丝杠连接板13；
所述丝杠连接板13和外压板14设置在外压杆12的上端，外压杆12的下端通过铰链18与底座10活动连接；
所述外压板14的两端连接活套设在两根外压杆12上，外压板14的下表面与试验管道1相接触，丝杠连接板13位于外压板14上方并与外压杆12固定，丝杠连接板13中间通孔安装丝杠11，丝杠11的下端与外压板14相抵，丝杠11旋转向下运动时能够使外压板14向试验管道1方向运动，并对试验管道1施加向下的载荷。
所述外压板14的下表面与试验管道1的外表面形状相应，从而与试验管道1的表面实现面接触。
所述加压系统包括：空气加压装置和空气加压装置的控制系统；
所述空气加压装置包括空气压缩机7和输气管4；输气管4上依次设有增压阀8、压力传感器9；
所述控制系统包括：控制电路模块5和连接控制电路模块5的计算机信号采集装置6，控制电路模块5分别连接压力传感器9和空气压缩机7。
空气压缩机7提供一定压力的压缩空气，经过增压阀8和输气软管4将压缩空气输入试验测试管道1一端，管道的另一端封闭，从而对试验管道内部施加试验所需的空气压力值，增压阀8根据试验要求对空气压缩机7提供的空气压力进行调节，压力传感器9把通入测试管道内的气体压力值传送给控制系统。
天然气管全尺寸四点弯曲试验方法如下：
试验时，将试验测试的天然气管道1放置在权利要求1至7中任一项中的两组载荷支撑柱组件3和两组外压杆组件2上；
天然气管道1由位于底座10中间部位的两组载荷支撑柱3支撑，支撑板15能够自由转动，使其与天然气管道1的外周面接触；
天然气管道1两端由位于底座10两端的外压杆组件2对其施加载荷，即外压杆组件2的外压板14放置在天然气管道1的上表面，旋转丝杠11向下运动，使外压板14向试验管道1方向运动，并对试验管道1施加向下的载荷，由于外压杆组件2与底座10铰链18连接，故外压杆组件2能够自由转动，从而外压杆12上的外压板14能够始终与管道保持面接触，从而不对管道表面造成损害。将试验用的天然气管道1一端封闭，另一端与输气软4连接，空气压缩机7工作，压缩空气经过增压阀8输入天然气管道1内并对其进行充气加压，传感器9把天然气管道1内的气体压力信号传输给控制系统6，控制系统6根据试验要求，通过控制电路模块5对空气加压装置进行控制并进行数据采集与记录，从而获得天然气管。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天然气管全尺寸四点弯曲的试验装置，其特征在于：包括底座(10)、设置在底座(10)上的两组载荷支撑柱组件(3)和两组外压杆组件(2)；外压杆组件(2)设置在载荷支撑柱组件(3)的两端；
该试验装置还包括一个向试验管道(1)内加入空气的加压系统。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述两组载荷支撑柱组件(3)和两组外压杆组件(2)在底座(10)上呈一条轴线排列并相互间隔。
3.根据权利要求1或2所述的试验装置，其特征在于：所述载荷支撑柱组件(3)包括载荷支撑柱(17)、支撑板座(16)、支撑板(15)、上固定板(17-1)、下固定板(19)；
载荷支撑柱(17)的下端通过上固定板(17-1)设置在底座(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)通过螺栓20连接，从而固定在底座(10)上；
载荷支撑柱(17)的上端为阶梯轴形式，支撑板座(16)位于载荷支撑柱(17)的阶梯轴上，支撑板(15)位于支撑板座(16)上并通过销与支撑板座(16)能够绕支撑板座(16)转动的方式连接。
4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述支撑板(15)的上表面与管道的外表面形状相应，从而与试验管道(1)的表面实现面接触。
5.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述外压杆组件(2)包括外压杆(12)、外压板(14)、丝杠(11)、丝杠连接板(13)；
所述丝杠连接板(13)和外压板(14)设置在外压杆(12)的上端，外压杆(12)的下端通过铰链(18)与底座(10)活动连接；
所述外压板(14)的两端连接活套设在两根外压杆(12)上，外压板(14)的下表面与试验管道(1)相接触，丝杠连接板(13)位于外压板(14)上方并与外压杆(12)固定，丝杠连接板(13)中间通孔安装丝杠(11)，丝杠(11)的下端与外压板(14)相抵，丝杠(11)旋转向下运动时能够使外压板(14)向试验管道(1)方向运动，并对试验管道(1)施加向下的载荷。
6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：所述外压板(14)的下表面与试验管道(1)的外表面形状相应，从而与试验管道(1)的表面实现面接触。
7.根据权利要求1或2所述的试验装置，其特征在于所述加压系统包括：空气加压装置和空气加压装置的控制系统；
所述空气加压装置包括空气压缩机(7)和输气管(4)；输气管(4)上依次设有增压阀(8)、压力传感器(9)；
所述控制系统包括：控制电路模块(5)和连接控制电路模块(5)的计算机信号采集装置(6)，控制电路模块(5)分别连接压力传感器(9)和空气压缩机(7)。
8.一种天然气管全尺寸四点弯曲试验方法，其特征在于下述步骤：
试验时，将试验测试的试验管道(1)放置在权利要求1至7中任一项中的载荷支撑柱组件(3)和外压杆组件(2)上；
试验管道(1)由位于底座(10)中间部位的两组载荷支撑柱3支撑，支撑板(15)能够自由转动，使其与试验管道(1)的外周面接触；
试验管道(1)两端由位于底座(10)两端的外压杆组件(2)对其施加载荷，即外压杆组件(2)的外压板(14)放置在试验管道(1)的上表面，旋转丝杠(11)向下运动，使外压板(14)向试验管道(1)方向运动，并对试验管道(1)施加向下的载荷；
将试验用的试验管道(1)一端封闭，另一端与输气(4)连接，空气压缩机(7)工作，压缩空气经过增压阀(8)输入试验管道(1)内并对其进行充气加压，传感器9把试验管道(1)内的气体压力信号传输给计算机信号采集装置(6)，计算机信号采集装置(6)根据试验要求，通过控制电路模块(5)对空气加压装置进行控制并进行数据采集与记录，从而获得天然气管。
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