CN109297904A - 一种评价防腐层剥离强度的试验装置及试验方法 - Google Patents

一种评价防腐层剥离强度的试验装置及试验方法 Download PDF

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Abstract

一种评价防腐层剥离强度的试验装置，包括：用于模拟现场管道的模拟管道、用于对防腐层施加拉伸力加载模块以及用于对模拟管道加热的加热装置；其中，所述拉伸力加载模块包括：用于加载拉伸力的电机、拉力传感器以及电气控制单元；所述模拟管道、拉伸力加载模块和加热装置均设置在一个支撑支架上。本发明还公开了利用上述试验装置进行评价防腐层剥离强度的试验方法。

Description

一种评价防腐层剥离强度的试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及一种评价防腐层剥离强度的试验装置。
本发明还涉及利用上述试验装置进行评价防腐层剥离强度的试验方法。
背景技术
随着我国化工能源行业的快速发展，相应的输送管道也在大规模建设并投入使用，管道的维护和维修成本也在不断增加。防腐层作为一种新型的管道防腐技术也被大批量的运用在管道防腐方面。因此，防腐层的评价也被人们重视起来，目前，对于防腐层现场剥离评价几乎还停留在人工手动操作的阶段，这样既费人力和体力，操作起来也比较繁琐，而且时间成本也较大，最主要的是人工剥离时的剥离速度和剥离强度无法准确记录。
另外，随着防腐技术的不断发展和提高，防腐层评价也在不断向实验室评价的方向发展。防腐层的剥离强度是反应防腐层与基体粘结强度的重要指标。能准确有效地测试防腐层的剥离强度是判定防腐层防腐性能的重要依据。
我国地域广阔，各个地域环境因素也复杂多变，对管道防腐层的考验也越来越严格。在一些高温高寒地区，现场试验温度无法控制，影响防腐层评价试验结果。目前，我国现场输送管道多采用大口径的管道，这样对现场测试防腐层剥离有一定的难度。而一些现场测试设备具有一定的局限性，实验室测试可以模拟现场环境温度等。
发明内容
本发明的目的是提供一种评价防腐层剥离强度的试验装置。
本发明的又一目的是提供一种利用上述试验装置进行评价防腐层剥离强度的试验方法。
为实现上述目的，本发明提供的评价防腐层剥离强度的试验装置，该试验装置包括：
用于模拟现场管道的模拟管道，用于对防腐层施加拉伸力加载模块以及用于对模拟管道加热的加热装置；其中：
所述拉伸力加载模块包括：用于加载拉伸力的电机、拉力传感器以及电气控制单元；
所述模拟管道、拉伸力加载模块和加热装置均设置在一个支撑支架上。
所述的试验装置，其中，模拟管道通过卡盘螺母和卡盘螺栓固定在旋转主轴上，该旋转主轴通过轴承和轴承支架可转动地连接在支撑支架上。
所述的试验装置，其中，模拟管道外部设有一个加热装置，通过电气控制单元控制试验温度。
所述的试验装置，其中，支撑支架的上板和下底座之间安装有一丝杠，所述丝杠上设有方向控制支架，该方向控制支架上设有方向控制主轴和方向控制轴承；防腐层剥离角度通过方向控制轴承进行控制。
所述的试验装置，其中，所述拉力传感器连接一夹具，被测试防腐层剥离出的一段由该夹具夹持。
本发明提供的利用上述试验装置进行评价防腐层剥离强度的试验方法是，模拟管道上缠绕一段被测试防腐层，被测试防腐层应预先剥离出一段，测试时将剥离出的一段用夹具夹持，通过电机、拉力传感器以及电气控制单元加载拉伸速度，对模拟管道上防腐层进行剥离。
所述的试验方法，其中，对所述防腐层进行拉伸剥离试验时可同时对其进行加热。
本发明提供的试验装置以及试验方法可以有效地降低时间、人力和体力成本，减少操作的繁琐性，并且能精确控制剥离速度和记录剥离强度。
附图说明
为了更清楚的说明本发明装置的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1是本发明评价防腐层剥离强度的试验装置一个具体实施例的原理结构示意图；
图2示意性地示出根据本发明评价防腐层剥离强度的试验装置一个具体实施例的加热装置。
图3示意性地示出根据本发明评价防腐层剥离强度的试验装置所使用的模拟管道及防腐层。
附图标记说明
1下底座，2方向控制夹紧螺母，3丝杠，4轴承支架，5轴承，6支撑支架，7旋转主轴，8旋转卡盘，9上板，10电机，11减速器，12联轴器，13轴承支架，14电机动力输出轴，15钢丝绳，16轴承，17电气控制单元，18方向控制支架，19方向控制主轴，20方向控制轴承，21测试试样，22卡盘螺栓，23卡盘螺母，24夹具，25拉力传感器，26加热装置，27防腐层。
具体实施方式
本发明提供的防腐层剥离试验装置。其包括：用于实验室测试模拟现场环境的管段，用于模拟对防腐层施力的慢应变速率的加载模块，以及用于对防腐层加热的加热装置。
本发明将数据记录仪、电机固定在支撑架上，拉力传感器下方是一个可以固定防腐层一端的夹具，上方是固定的电机，中间采用钢丝绳连接，防腐层缠绕在一段模拟管道上，此模拟管道两端采用轴承固定，当施加一定的力时，模拟管道会随着防腐层一起转动，数据记录仪会在同时记录数据。模拟管道外部是一个温度控制箱，可进行现场环境温度的模拟。
根据本发明的试验装置，可选地，模拟管道外部加有一个温度控制箱，温度控制箱连接一个温度控制器，可通过温度控制器来对模拟管道进行温度控制。
根据本发明的试验装置，可选地，防腐层与钢丝绳之间加有一个拉伸角度控制装置，此装置有滑轮和支架组成，拉伸时可控制防腐层的拉伸角度始终保持为90°。
根据本发明的试验装置，可选地，拉伸角度控制装置可根据模拟管道的大小进行移动。
根据本发明的试验装置，可选地，慢应变速率加载模块对防腐层施加拉力并通过拉力传感器实时记录拉力。
根据本发明的试验装置，可选地，慢应变速率加载模块是由固定电机来提供拉力。
根据本发明的试验装置，可选地，防腐层的剥离和温度控制可同步进行。
根据本发明的试验装置，可选地，模拟管道两端采用轴承固定，减小摩擦阻力的影响。
根据本发明的试验装置，通过设计不同类型的夹具，可进行不同宽度防腐层的测试评价。
根据本发明的试验装置，通过减速器调节拉伸速率，可实现任意的慢应变速率。
根据本发明的实施例，提供了模拟施工现场防腐层的剥离强度评价方法，通过设计用一段带防腐层的管道来模拟现场管道，然后用夹具固定防腐层的一端，并通过电机施加一定速率的缓慢拉伸力直至试验结束，以及通过试验管道防腐层的附着情况来判断防腐层的剥离强度。在施加拉力的过程中通过拉力传感器记录拉伸力。从而可以快速评价防腐层在施工现场的剥离强度。
评价防腐层剥离强度的原理在于，将管道上的防腐层通过一定拉伸力剥离直至试验结束，通过判断防腐层与管道的粘结程度和拉伸力来判断防腐层的剥离强度。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。需要说明的是，以下所称的上、下、左、右等均是以附图所示方向为准。
图1是根据本发明评价防腐层剥离强度的试验装置的一个实施例原理结构示意图。
如图1所示，本发明的试验装置包括：模拟现场管道模拟块、拉伸力加载模块和加热装置模块，以上各部分均安装在一个支撑支架6上。
具体而言，本发明的评价防腐层剥离强度的试验装置中：
支撑支架6的左右两侧同轴地各设有一个轴承支架4，轴承支架4上安装有轴承5，旋转主轴7的两端各连接轴承5；旋转主轴7两边各设有一旋转卡盘8，通过卡盘螺栓22和卡盘螺母23将旋转卡盘8固定在旋转主轴7上；两个旋转卡盘8之间为模拟管道21。
支撑支架6的上板9和下底座1之间同轴地由方向控制夹紧螺母2固定有一个丝杠3，该丝杠3上设有一个方向控制支架18，方向控制支架18上安装有方向控制主轴19和方向控制轴承20。
上板9安装有电机10、减速器11、联轴器12、轴承支架13、电机动力输出轴14、钢丝绳15、轴承16、电气控制单元17；电机10通过钢丝绳连接一拉力传感器25，该拉力传感器25连接一夹具24。
如果需要模拟现场环境温湿度，可将加热装置26安装至模拟管道21外部，可实现温度的控制。
模拟管道可选取不同直径的管道来进行测试，该模拟管道上带有测试用的防腐层27，也可截取现场管道的一段进行试验，以保证测试的准确性和有效性。
拉伸力加载模块的作用在于通过电机对防腐层施加一定缓慢速率的拉力并通过拉力传感器记录拉伸力。
如图3所示，被测试的防腐层27预先从模拟管道上剥离出一段，剥离出的一段防腐层应完全从模拟管道上剥离，此剥离段用来与夹具连接进行拉伸。
如图2所示，加热装置26是安装在测试管道外部，可模拟现场环境进行温度控制。
在进行试验时，按照公知技术在模拟管道21制备防腐层27，将制备好的带防腐层的模拟管道21安装在旋转主轴7和旋转卡盘8上，然后用卡盘螺母23将模拟管道固定在旋转主轴上，将旋转主轴轴承5固定。将预先从模拟管道上剥离出的一段防腐层27余夹具24相连接，调节方向控制轴承20，使防腐层成90°垂直方向拉伸，通过设置电气控制单元17设置拉伸速率。试验过程中，拉伸力会通过拉力传感器25将拉力传输到显示器中并记录。
本发明不但可以为防腐层研究提供提供理论依据，同时也为管道的防腐提供了安全保障，并且在防腐层评价方面具有重要的实际意义。
显然，以上所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而并非全部的实施例，基于所描述的本发明实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得其它的所有实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种评价防腐层剥离强度的试验装置，包括：
用于模拟现场管道的模拟管道(21)，用于对防腐层(27)施加拉伸力加载模块以及用于对模拟管道加热的加热装置(26)；其中：
所述拉伸力加载模块包括：用于加载拉伸力的电机(10)、拉力传感器(25)以及电气控制单元(17)；
所述模拟管道、拉伸力加载模块和加热装置均设置在一个支撑支架(6)上。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其中，模拟管道(21)通过卡盘螺母(23)和卡盘螺栓(22)固定在旋转主轴上，该旋转主轴通过轴承(5)和轴承支架(4)可转动地连接在支撑支架上。
3.根据权利要求1所述的试验装置，其中，模拟管道(21)外部设有一个加热装置，通过电气控制单元(17)控制试验温度。
4.根据权利要求1所述的试验装置，其中，支撑支架的上板(9)和下底座(1)之间安装有一丝杠，所述丝杠上设有方向控制支架(18)，该方向控制支架上设有方向控制主轴(19)和方向控制轴承(20)；防腐层剥离角度通过方向控制轴承(20)进行控制。
5.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述拉力传感器连接一夹具(24)，被测试防腐层(27)剥离出的一段由该夹具夹持。
6.一种评价防腐层剥离强度的试验方法，所述模拟管道上缠绕一段被测试的防腐层(27)，防腐层预先剥离出一段，将剥离出的一段防腐层用夹具(24)夹持，通过电机(10)、拉力传感器(25)以及电气控制单元(17)加载拉伸速度，对模拟管道上防腐层进行剥离。
7.根据权利要求6所述的试验方法，其中，对所述防腐层进行拉伸剥离试验时可同时对其进行加热。
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