一种高分子保温材料高温静水压性能模拟试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高温高压模拟试验方法，具体地说，涉及一种用于测试长期服役于水下的高分子材料高温静水压性能模拟试验方法。
【背景技术】
[0002]随着深海油气资源开发的持续深入，我国对深水湿式保温材料的需求量不断增加。与传统的夹层保温结构不同，湿式保温材料与海水直接接触，直接承受深海中巨大的静水压力，容易产生蠕变变形和材料吸水后性能衰减等问题，从而导致材料保温效果的下降。因此湿式保温材料在正式使用前必须对材料的物理性能及其长期服役的整体性能进行相关的模拟测试，而蠕变特性便是一项重要的监测内容。我国的深水油气田的开发才刚刚起步，对于深水环境下应用的保温材料的性能检测、长期监测及配套装置的研宄甚少。目前存在的蠕变试验装置多是针对金属或硬质高分子材料，试验机也是采用固体压头进行加载，被测材料的变形一般为一维方向，且试验处于空气环境中，无法模拟压力全束缚、高温和浸水环境等综合因素作用下的试验效果，更无法真实模拟深海实际环境，所以不能全面反映出水下服役的保温材料的蠕变特性。因此随着深水油气田开发的逐步推进，越来越多的深水长期服役的保温材料的筛选和应用需求越来越大，相应材料的模拟测试试验方法和测试设备成为了行业内的迫切需求。
【发明内容】
[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高分子保温材料高温静水压性能模拟试验方法，该方法能够模拟湿式高分子保温材料在深海或超深海环境下高静水压、高温热传导服役环境条件，进而完成材料长时间在深水条件下的全水压抗蠕变性能模拟试验任务。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种高分子保温材料高温静水压性能模拟试验方法，采用模拟试验装置完成，所述模拟试验装置包括记录控制系统、底座和与其固接的承力框架，在所述承力框架和所述底座之间从上至下依次设有同轴设置的高温密封塞、试验腔和双作用液压缸，所述高温密封塞固定在所述承力框架上，所述高温密封塞塞装在所述试验腔内，所述试验腔固定在所述双作用液压缸的输出端上，在所述试验腔上连接有注水管，在所述注水管上设有阀门，在所述试验腔的外面包裹有导热油加热回路夹层和保温层，在所述高温密封塞上设有温度传感器和压力传感器，在所述双作用液压缸的输出端上设有位移传感器，所述位移传感器、所述温度传感器和所述压力传感器均与所述记录控制系统连接；该方法采用以下步骤进行蠕变试验:一)控制所述双作用液压缸回落至最低位，带动所述试验腔下降并使其上部开口露出，将试件自由落放至所述试验腔内，然后通过所述注水管向所述试验腔内充水；二)控制所述液压缸上升，推动所述试验腔上移，使所述高温密封塞插入所述试验腔内压缩所述试验腔内的容积，直至所述试验腔内多余的空气和少量的海水经由所述注水管排出时关闭阀门，随后控制所述液压缸停止上升；三)启动导热油加热回路，将所述试验腔加热至设定温度，并调整使其稳定在试验温度范围内；四)控制所述液压缸上升，继续推动所述试验腔上移，直到所述试验腔内的压力达到设定压力，且稳定在试验压力范围内；五)在所述试验腔内的温度和压力均稳定在试验范围内的情况下，启动记录控制系统，开始记录试验数据，所述试验数据包括试验腔内的温度和压力以及试验腔的位移量；在整个蠕变试验过程中，所述试件始终处于自由变形状态。
[0005]该方法还包括步骤六):待所述蠕变试验结束后，控制所述双作用液压缸下降，使所述试验腔的上部开口露出，将试件从所述试验腔中取出，测量其吸水率。
[0006]本发明具有的优点和积极效果是:
[0007]一)通过将试件自由落放在试验腔内的水中，并对试验腔内的水进行加温和加压，在实验室内对深海环境进行较为真实的模拟，得到高温高静水压下材料的蠕变性能等数据，检测并验证该材料在深海环境下的使用性能变化，以便对其稳定性进行评价。
[0008]二)在整个试验过程中，试件始终处于自由变形状态，能够实现对被测试材料的三维结构的整体压力施加，优于传统蠕变测试试验的一维测试形式，排除了测试试件垂直于受力方向的变形或松弛对试验结果的影响，可更加真实地反应深水保温材料服役时的受力环境。
[0009]三)利用水的不可压缩性，将试件复杂的形状变化转换为试验腔的单一位移变化，通过位移传感器可以精确测得相应的试件形变量。
[0010]四)能够实现温度和压力的实时监测与控制，保证测试精度。
[0011]五)该装置不仅能够测试材料的抗蠕变特性，而且可以测量材料在模拟深水环境中长期服役后的吸水率参数，为深水保温材料在深海下的适用提供更加详细的参考数据。
[0012]综上所述，本发明能够真实模拟高分子保温材料长时间处于深海条件下的使用情况，进而完成材料长时间在深水条件下的全水压抗蠕变等性能模拟试验任务。
【附图说明】
[0013]图1为应用本发明的结构示意图。
[0014]图中:1.1、双作用液压缸；1.2、高温密封塞；2.1、导热油加热回路夹层；2.2、保温层；3.1、温度传感器；3.2、压力传感器；3.3、位移传感器；4、试验腔；5、底座；6、承力框架；7、试件。
【具体实施方式】
[0015]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0016]一种高分子保温材料高温静水压性能模拟试验方法，采用模拟试验装置完成。请参阅图1，所述模拟试验装置包括记录控制系统、底座5和与其固接的承力框架6，在所述承力框架6和所述底座5之间从上至下依次设有同轴设置的高温密封塞1.2、试验腔4和双作用液压缸1.1，所述高温密封塞1.2固定在所述承力框架6上，所述高温密封塞1.2塞装在所述试验腔4内，所述试验腔4固定在所述双作用液压缸1.1的输出端上，在所述试验腔4上连接有注水管，在所述注水管上设有阀门；在所述试验腔4的外面包裹有导热油加热回路夹层2.1和保温层2.2，在所述高温密封塞1.2上设有温度传感器3.1和压力传感器3.2，在所述双作用液压缸1.1的输出端上设有位移传感器3.3，所述位移传感器3.3、