CN202126375U - 海洋管线管全尺寸弯曲试验装置 - Google Patents

海洋管线管全尺寸弯曲试验装置 Download PDF

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戈晓
孙宇
郝玉华
张丽敏
刘家泳
张冬梅
王继宝
宋占煌
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Abstract

本实用新型提供一种海洋管线管全尺寸弯曲试验装置，该装置包括有承载梁，在承载梁的中部固定有液压缸，液压缸上设有弯模支座，弯模支座上设有弯模；在承载梁的两侧分别固定有支撑管，支撑管与承载梁结交部位分别对称固定有拉板。本实用新型的效果是该试验装置用于模拟管线管在绕管作业时的受力情况，本弯曲设备适用于口径323mm以下的海洋管线管的均匀大塑性弯曲试验，其操作简单、具有计算机精确控制、数据自动采集、反向加载弯曲等功能，满足了管线管大塑性弯曲试验的要求。填补了国内目前无管线管全尺寸实物性能弯曲试验设备的空白。为我公司海洋管线管的开发设计提供了全尺寸弯曲性能试验平台。

Description

海洋管线管全尺寸弯曲试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种试验装置，特别是一种海洋管线管全尺寸弯曲试验装置。
背景技术
海洋管线管在使用之前，通过焊接连接起来后在规定直径的圆盘上卷取，运输到海上操作现场后，放卷、铺管使用。管线管在此过程中要承受大的塑性弯曲和反向矫直的载荷状态。管线管相关检验标准如《OffshoreStandard DNV-OS-F101》、《TOTAL GSEP PLR 201》等，均要求了该项全尺寸弯曲评价试验。
随着国家对海洋石油开发越发重视、管线管科研投入、市场开发力度不断加大，目前国内还没有进行该项试验的试验设备，对海洋管线管的全尺寸塑性大弯曲试验急需一种试验平台。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种海洋管线管全尺寸弯曲试验装置，以完成管线管全尺寸塑性弯曲试验，有利于提高现场使用的安全可靠性。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种海洋管线管全尺寸弯曲试验装置，其中：该装置包括有承载梁，在承载梁的中部固定有液压缸，液压缸上设有弯模支座，弯模支座上设有弯模；在承载梁的两侧分别固定有支撑管，支撑管与承载梁结交部位分别对称固定有拉板。
本实用新型的效果是：该试验装置用于模拟管线管在绕管作业时的受力情况，本弯曲设备适用于口径323mm以下的海洋管线管的均匀大塑性弯曲试验，其操作简单、具有计算机精确控制、数据自动采集、反向加载弯曲等功能，满足了管线管大塑性弯曲试验的要求。填补了国内目前无管线管全尺寸实物性能弯曲试验设备的空白。为我公司海洋管线管的开发设计提供了全尺寸弯曲性能试验平台。
附图说明
图1是本实用新型的弯曲试验装置示意图；
图2是本实用新型的弯曲后有效试验段内应变效果图；
图3是本实用新型的弯曲后有效试验段内挠度效果图。
图中：
1、试验样管2、拉板3、承载板4、液压缸
5、弯模支座6、弯模7、焊缝8、支撑管
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的海洋管线管全尺寸弯曲试验装置结构加以说明。
本实用新型的海洋管线管全尺寸弯曲试验装置，该装置包括有承载梁3，在承载梁3的中部固定有液压缸4，为样管塑性弯曲变形提供动力。液压缸4上设有弯模支座5，弯模支座5上设有弯模6，构成一个封闭的力学系统。在承载梁3的两侧分别固定有支撑管8，支撑管8与承载梁3结交部位分别对称固定有拉板2。当进行弯曲试验时，拉板2对试验样管1进行限位并提供支反力，通过焊缝7牢固固定。支撑管8的作用防止样管加载时，两端因应力集中而产生严重变形。
弯模6是整个力学系统的核心，为样管提供已知曲率的曲面，弯曲加载时，样管将沿着该弯模曲面发生均匀塑变，直到达到设计的曲率要求。所述弯模6曲面的曲率半径为4.5-8.5米。
如图1所示，本实用新型的海洋管线管全尺寸弯曲试验装置实施方式如下：
1、首先根据相关规格海洋管线管的弯曲曲率要求，选择相应曲率的弯模6，固定在弯模支座5上，将试验样管1安装在该弯曲试验装置上，并联接好数据采集系统，安装效果如图1所示。
2、将安装好的试验装置移至安全区域，选择的是地坑，接通液压站，打开数据采集系统，准备开始加载。
3、计算机设定好管子挠度，液压站开始工作，当挠度达到设定值后，液压站停止工作，弯曲加载完成，效果如图2、图3所示。
4、测量试验样管1的相关参数，验证是否符合相关标准要求。
5、测量完毕，将试验样管1反转180度后，连接数据采集及测量系统，准备反向矫直操作。
6、分步骤加载，通过直度测量验证矫直效果。
7、实施完毕。
通过对试验样管1弯曲前后椭圆度及壁厚的测量，验证了塑性变形是试验样管1在有效试验段内沿着弯模6的曲面均匀进行的，符合试验要求。
弯曲试验前试验样管1椭圆度为0.2％左右，试验后有效试验段内椭圆度为1.2％～1.6％；壁厚测量情况：试验样管1外弧部分有减薄的情况，而内弧及中性面壁厚均增加了0.1mm左右。通过反向矫直后的直度测量，验证了反向矫直效果。矫直后直度测量结果为＜2mm/m，达到了海洋管线管相关标准要求。
通过应变测量，弯曲后样管的外弧累计的变形量达到了3.03％，如图2所示，说明经过弯曲，样管已经发生了比较大的塑性变形。如图3所示的通过挠度测量，对弯模曲率进行了验证，结果表明两者是一致的，样管弯曲挠度达到了设计要求。

Claims (2)

1.一种海洋管线管全尺寸弯曲试验装置，其特征是：该装置包括有承载梁(3)，在承载梁(3)的中部固定有液压缸(4)，液压缸(4)上设有弯模支座(5)，弯模支座(5)上设有弯模(6)；在承载梁(3)的两侧分别固定有支撑管(8)，支撑管(8)与承载梁(3)结交部位分别对称固定有拉板(2)。
2.根据权利要求1所述的海洋管线管全尺寸弯曲试验装置，其特征是：所述弯模(6)的曲率半径为4.5-8.5米。
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