CN109520926A - 管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置及方法。该装置包括支架、活动臂、竖直滑块、下夹具、套筒、轴、上夹具和定位块；通过调节定位块和竖直滑块，使支架和活动臂的有效作用长度可根据不同管径进行调节，可满足不同管径的管道与内衬材料之间剥离强度的测试。该方法包括以下步骤：1.对管道进行切割；2.将内衬材料的一端与管道剥离开来，得到测试样品；3.调整后将整个测试装置固定在拉力试验机上；4.将步骤2)得到的测试样品放置在测试装置上；5.将测试样品绕过套筒后夹持于拉力试验机的夹具上，测试内衬材料与管道的剥离强度。该方法适合刚性圆形管道与管状内衬材料之间的剥离强度的测试。
Description
技术领域
本发明涉及剥离强度测试领域，具体为一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置及方法。
背景技术
城市埋地各种管道经常有损坏情况发生。修复这种受损管道的常规方法就是挖开路面，修复或更换受损管道，然后再填补路面。这种修复施工方法工序多、工期长、成本高、破坏路面、阻塞交通、浪费资源。非开挖翻衬技术是一种修复城市埋地受损管道的新技术。该技术不需要全面开挖路面，避免了交通受阻、环境破坏、浪费资源等常规方法修复埋地受损管道所固有的问题。
非开挖翻衬技术(参见图1)是指先把内部灌浸有树脂粘结剂的内衬材料1的一端A反翻固定在地面的局部开挖处，然后采用气压或水压方法将内衬材料1的另一端B翻衬，推动其以“翻转头”的方式向前移动推进，最后使内衬材料1以“管中管”的形式衬于管道2的内部，实现对管道2的修复。修复后的管道如图2所示，内衬材料1利用树脂粘结剂内衬于管道2内部。内衬材料1与管道2之间的剥离强度是衡量修复效果的重要检测指标，如果剥离强度不够，修复完成后会出现内衬材料1从管道2塌落的现象，因此设计一种适用于测试内衬材料1与管道2之间的剥离强度的方法非常重要。
内衬材料1与管道2的剥离强度可采用剥离强度试验来测试，剥离强度表示的是单位粘结面积所承受的最大破坏载荷，它是评价粘结性能的重要手段。目前剥离强度的测试方法有多种，主要有T型剥离法(GB/T 2791-1995)、180°剥离法(GB/T 2790-1995)和90°剥离法(GB/T 7760-2003)。T型剥离法(参见图3)适用于两种材料都是挠性材料，而内衬材料1是挠性材料，管道2属于刚性材料，因此T型剥离法不适用。180°剥离法(参见图4)和90°剥离法(参见图5)都是适用于一种材料是刚性材料，一种材料是挠性材料，但两种方法的刚性材料都是片状刚性材料，而管道2是刚性圆形结构，因此现有标准的180°剥离法和90°剥离法不能直接满足要求。因此需要设计一种适用于测试内衬材料1与管道2之间的剥离强度的方法和相应的测试设备。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置及方法。
本发明解决所述装置技术问题的技术方案是，提供一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置，其特征在于该装置包括支架、活动臂、竖直滑块、下夹具、套筒、轴、上夹具和定位块；
支架固定于下夹具上；支架开有竖直槽；竖直滑块安装于竖直槽中，能沿竖直槽竖直滑动并能固定于竖直槽的适当位置上；所述轴固定在竖直滑块上，其上安装有套筒，套筒与轴采用间隙配合，套筒能够相对于轴转动；所述上夹具固定有定位块；活动臂的一端与定位块配合连接，定位块能沿活动臂水平滑动并能固定于活动臂的适当位置上；活动臂的另一端通过轴套安装在轴上，采用间隙配合，此端能够相对于轴转动。
本发明解决所述方法技术问题的技术方案是，提供一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)对内衬有内衬材料的管道进行切割；
(2)制作测试样品：对管道内壁上的内衬材料进行切割，使得内衬材料的一端与管道剥离开来；
(3)调整竖直滑块和定位块，使得轴的轴心与下夹具的上表面和上夹具的上表面之间的距离相同；并保证活动臂水平和支架竖直；再调整使得轴的轴心和拉力试验机的夹具垂直；最后将整个测试装置安装在拉力试验机上；
(4)将步骤2)得到的测试样品放置在测试装置上：将管道的一端固定于下夹具上，此端部位于竖直槽的中心线上；将管道的另一端固定于上夹具上，此端部紧贴活动臂；
(5)将内衬材料与管道分离开的一端绕过套筒后夹持于拉力试验机的夹具上，测试内衬材料与管道的剥离强度。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)该装置新颖，简单易行。通过调节定位块和竖直滑块，使支架和活动臂的有效作用长度可根据不同管径进行调节，可满足不同管径的管道与内衬材料之间剥离强度的测试，满足90°剥离法的测试要求。
(2)该方法适合刚性圆形管道与管状内衬材料之间的剥离强度的测试，解决了圆形刚性材料而非片状刚性材料与挠性材料之间剥离强度的测试问题。
附图说明
图1为现有技术中采用非开挖翻衬技术修复受损管道的原理图；
图2为现有技术中采用非开挖翻衬技术修复后的管道示意图；
图3为现有技术中T型剥离法示意图；
图4为现有技术中180°剥离法示意图；
图5为现有技术中90°剥离法示意图；
图6为本发明一种实施例的测试装置整体结构立体示意图；
图7为本发明一种实施例的测试装置整体结构另一角度立体示意图；
图8为本发明一种实施例的测试装置整体结构主视示意图；
图9为本发明一种实施例的测试方法制备的测试样品示意图。
图中：1、内衬材料；2、管道；3、支架；4、活动臂；5、竖直滑块；6、下夹具；7、套筒；8、轴；9、上夹具；10、定位块；11、竖直槽；12、拉力试验机的夹具；
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置(参见图6-8，简称装置)，其特征在于该装置包括支架3、活动臂4、竖直滑块5、下夹具6、套筒7、轴8、上夹具9和定位块10；
所述下夹具6水平放置，两个支架3竖直对称固定于下夹具6上；支架3开有竖直槽11；竖直滑块5安装于竖直槽11中，能沿竖直槽11竖直上下滑动并能固定于竖直槽11的适当位置上；所述轴8固定在竖直滑块5上，其上安装有套筒7，套筒7与轴8采用间隙配合，套筒7能够相对于轴8转动；所述上夹具9下表面固定有定位块10；活动臂4的一端穿过上夹具9与定位块10配合连接，定位块10能沿活动臂4水平滑动并能固定于活动臂4的适当位置上；活动臂4的另一端通过轴套安装在轴8上，采用间隙配合，此端能够相对于轴8转动。
本装置能够测量半径为50-1350mm的内衬有内衬材料1的管道2；
套筒7的直径小于20mm，保证内衬材料1与管道2的进行剥离强度测试时实现90°剥离。
本发明同时提供了一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试方法(简称方法)，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)对内衬有内衬材料1的管道2进行切割；为了使测试数据完全符合管道实际修复后二者的粘结情况，在已修复管道的最前端切割取样，切割宽度为管道2的1/4弧面，长度大于下夹具6的底座和上夹具9的底座的宽度(本实施例为100mm)；
(2)按照90°剥离法标准制作测试样品(参见图9)：按照90°剥离法对管道2内壁上的内衬材料1进行切割，使得内衬材料1的一端与管道2剥离开来；内衬材料的宽度为25.0mm±0.1mm；内衬材料的总长度为90°剥离法(GB/T7760-2003)标准规定的试样长度(125mm)与管道半径之和，试样长度＝粘合面长度+拉伸长度，其中粘合面长度为25mm；
(3)调整竖直滑块5和定位块10，使得轴8的轴心与下夹具6的上表面和上夹具9的上表面之间的距离(即分别为支架3和活动臂4的有效作用长度)相同，均为管道2的半径；并保证活动臂4水平和支架3竖直；再调整使得轴8的轴心和拉力试验机的夹具12垂直；最后将整个测试装置固定在拉力试验机上；
(4)将步骤2)得到的测试样品放置在测试装置上：将管道2的一端通过螺栓或者螺丝钉固定于下夹具6上，此端部位于竖直槽11的中心线上；将管道2的另一端通过螺栓或者螺丝钉固定于上夹具9上，此端部紧贴活动臂4；
(5)将内衬材料1与管道2分离开的一端绕过套筒7后夹持于拉力试验机的夹具12上，即可测试内衬材料1与管道2的剥离强度。
实施例1
(1)对内衬有内衬材料1的直径为500mm的管道的剥离强度进行测试。在已修复管道的最前端切割取样，切割宽度为管道的1/4弧面，长度为150mm；
(2)对管道内壁上的内衬材料1进行切割，内衬材料1的宽度为25.0mm±0.1mm，总长度为125mm与管道半径之和即375mm，粘合面长度为25mm；
(3)调整竖直滑块5和定位块10，使支架3和活动臂4的有效作用长度均等于管道半径250mm，即轴8的轴心与下夹具6的上表面和上夹具9的上表面之间的距离等于管道半径250mm；并保证活动臂4水平和支架3竖直；再调整使得轴8的轴心和拉力试验机的夹具12垂直；最后将整个测试装置固定在拉力试验机上；
(4)将步骤2)得到的测试样品放置在测试装置上：将管道2的一端通过螺栓或者螺丝钉固定于下夹具6上，此端部位于竖直槽11的中心线上；将管道2的另一端通过螺栓或者螺丝钉固定于上夹具9上，此端部紧贴活动臂4；
(5)将内衬材料1与管道2分离开的一端绕过套筒7后夹持于拉力试验机的夹具12上，即可测试内衬材料1与管道2的剥离强度。
实施例2
(1)对内衬有内衬材料1的直径为800mm的管道的剥离强度进行测试。在已修复管道的最前端切割取样，切割宽度为管道的1/4弧面，长度为200mm；
(2)对管道内壁上的内衬材料1进行切割，内衬材料1的宽度为25.0mm±0.1mm，总长度为125mm与管道半径之和即525mm，粘合面长度为25mm；
(3)调整竖直滑块5和定位块10，使支架3和活动臂4的有效作用长度均等于管道半径400mm，即轴8的轴心与下夹具6的上表面和上夹具9的上表面之间的距离等于管道半径400mm；并保证活动臂4水平和支架3竖直；再调整使得轴8的轴心和拉力试验机的夹具12垂直；最后将整个测试装置固定在拉力试验机上；
(4)将步骤2)得到的测试样品放置在测试装置上：将管道2的一端通过螺栓或者螺丝钉固定于下夹具6上，此端部位于竖直槽11的中心线上；将管道2的另一端通过螺栓或者螺丝钉固定于上夹具9上，此端部紧贴活动臂4；
(5)将内衬材料1与管道2分离开的一端绕过套筒7后夹持于拉力试验机的夹具12上，即可测试内衬材料1与管道2的剥离强度。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (7)
1.一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置，其特征在于该装置包括支架、活动臂、竖直滑块、下夹具、套筒、轴、上夹具和定位块；
支架固定于下夹具上；支架开有竖直槽；竖直滑块安装于竖直槽中，能沿竖直槽竖直滑动并能固定于竖直槽的适当位置上；所述轴固定在竖直滑块上，其上安装有套筒，套筒与轴采用间隙配合，套筒能够相对于轴转动；所述上夹具固定有定位块；活动臂的一端与定位块配合连接，定位块能沿活动臂水平滑动并能固定于活动臂的适当位置上；活动臂的另一端通过轴套安装在轴上，采用间隙配合，此端能够相对于轴转动。
2.根据权利要求1所述的管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置，其特征在于装置能够测量半径为50-1350mm的管道。
3.根据权利要求1所述的管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试装置，其特征在于套筒的直径小于20mm，保证内衬材料与管道的进行剥离强度测试时实现90°剥离。
4.一种管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)对内衬有内衬材料的管道进行切割；
(2)制作测试样品：对管道内壁上的内衬材料进行切割，使得内衬材料的一端与管道剥离开来；
(3)调整竖直滑块和定位块，使得轴的轴心与下夹具的上表面和上夹具的上表面之间的距离相同；并保证活动臂水平和支架竖直；再调整使得轴的轴心和拉力试验机的夹具垂直；最后将整个测试装置安装在拉力试验机上；
(4)将步骤2)得到的测试样品放置在测试装置上：将管道的一端固定于下夹具上，此端部位于竖直槽的中心线上；将管道的另一端固定于上夹具上，此端部紧贴活动臂；
(5)将内衬材料与管道分离开的一端绕过套筒后夹持于拉力试验机的夹具上，测试内衬材料与管道的剥离强度。
5.根据权利要求4所述的管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试方法，其特征在于步骤1)中，在已修复管道的最前端切割取样，切割宽度为管道的1/4弧面，长度大于下夹具的底座和上夹具的底座的宽度。
6.根据权利要求4所述的管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试方法，其特征在于步骤2)中，内衬材料的宽度为25.0mm±0.1mm；内衬材料的总长度为GB/T 7760-2003标准中规定的试样长度与管道半径之和，其中粘合面长度为25mm。
7.根据权利要求4所述的管道修复用内衬材料与管道的剥离强度测试方法，其特征在于步骤3)中，轴的轴心与下夹具的上表面和上夹具的上表面之间的距离均为管道的半径。
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