一种全尺寸非金属管材最小弯曲半径测试方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及最小弯曲半径测试及验证技术领域，特别涉及一种全尺寸非金属管材最小弯曲半径测试方法及系统。
【背景技术】
[0002]耐腐蚀性能优良的非金属管材正成为油气集输用管线的一个重要选择。非金属管材尤其是增强热塑性复合管最大的优点就是柔性好，具有很小的弯曲半径，这一优势使得卷管法铺设成为可能，大大节省了铺设成本；同时使得长距离管材的存储与输运变得十分便利。但在非金属管材存储、安装和正常使用过程中，当其受到的弯曲超过其最小弯曲半径(包括最小存储弯曲半径和最小工作弯曲半径)时，管材的各个组成单元受到弯曲影响，其性能指标会明显下降，将严重影响非金属管材的服役性能和使用寿命。因此，对不同类型的非金属管产品，如何通过模拟工况的系列实验来确定该类管材的最小弯曲半径；同时，对制造商提供的非金属管材的最小弯曲半径，如何开展系列试验，以验证其是否满足性能需要，成为当前亟需解决的问题。
[0003]对于非金属管材最小弯曲半径测试，国际上现有的实验装置都是针对某一特点弯曲半径制成的固定占座，然后将管材按照占座的形状进行敷设，以其达到占座的弯曲半径。每次测试只能形成一种弯曲半径模拟，如果要做几组不同半径的弯曲测试，则需要制造几个不同半径的固定占座，这样实施与操作起来便非常的不便。
[0004]中国专利公开号为CN102506665A的文件，采用两扇相同形状尺寸的面板以及配套的螺栓制备了一种用于海洋柔性管缆最小弯曲半径测试的可变弯曲半径实验装置，它通过调整圆弧螺栓与水平螺栓的距离形成不同弯曲半径的构型线。但也仅仅能够满足半径从I米到3米范围(且必须是0.5米增量)的弯曲半径要求，未明确管材最小弯曲半径下性能评判准则。当管材最小弯曲半径未明确时，也无法通过该装置进行试验确定。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的不足，提供了一种法简单可行、试验周期短的一种全尺寸非金属管材最小弯曲半径测试方法及系统。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种全尺寸非金属管材最小弯曲半径测试系统，包括试验箱，设置在试验箱中测试平台，试验箱中还配置有加热系统；所述测试平台上设置有通过液压传动装置带动做往复直线运动的传动杆，传动杆端部安装有用于卡紧试验管样中部的卡管器，液压传动控制系统与液压传动装置连接，测试平台上以传动杆为中心线，等距离对称设置若干个分别用于装配滑动螺栓和固定螺栓的滑动凹槽和螺孔；通过调整滑动螺栓在滑动凹槽内的位置与固定螺栓完成对不同口径试验管样的夹持，静水压爆破试验机通过承压胶管与所述试验管样连接，静水压爆破试验机连接有水压控制系统，通过水压控制系统设置相应的水压试验参数。
[0008]进一步，所述传动杆通过两个可调固定粧固定在所述测试平台上。
[0009]进一步，所述可调固定粧由夹持环和双头螺栓构成，所述双头螺栓两端分别连接夹持环和测试平台。
[0010]进一步，所述固定螺栓和所述滑动螺栓的上端均设置有转动套筒。
[0011 ] 进一步，所述卡管器为对开式，通过两个对半卡环实现闭合，卡管器通过螺栓与传动杆固定。
[0012]进一步，所述卡管器内设置多个夹紧块，并采用夹紧螺栓固定，实现卡紧不同口径的管材。
[0013]一种测试全尺寸非金属管材最小存储弯曲半径的方法，包括以下步骤:
[0014](I)样品准备:截取试验管样；
[0015](2)管材连接:将试验管样连接于静水压爆破试验机；
[0016](3)放置试样:首先将试验管样中部夹持在卡管器中；然后根据试验管样的长度和外径，确定滑动螺栓和固定螺栓的位置，完成对试验管样两端的夹持固定；
[0017](4)弯曲系统设置:将两个固定螺栓的距离设定为弦长，结合初步确定的试验管样存储弯曲半径，计算管材中部移动的距离，将该数据输入到液压传动控制系统，并设定往复弯折次数；
[0018](5)弯折试验:开启液压传动控制系统，通过液压传动装置带动卡管器使试验管样发生往复弯折；
[0019](6)承压性能测试:弯折试验结束后，恢复试验管样为平直状态，向试验管样内充满水，密闭后启动非金属管材静水压爆破试验系统，按照试验管样标准要求，进行静水压性能和短时失效压力测试；
[0020](7)结果判定:如果试验管样的静水压性能或短时失效压力低于或高于标准要求，则减小或增大设定的存储弯曲半径，重复以上步骤，直至到达标准要求的临界点，此时设定的存储弯曲半径即为试验管样的最小存储弯曲半径。
[0021]进一步，步骤(5)中将试验样品往返弯曲10次。
[0022]一种测试全尺寸非金属管材最小工作弯曲半径的方法，包括以下步骤:
[0023](I)样品准备:截取试验管样(7);
[0024](2)管材连接:将试验管样连接于静水压爆破试验机(13);
[0025](3)放置试样:首先将试验管样(7)中部夹持在卡管器(5)中；然后根据试验管样
(7)的长度和外径，确定滑动螺栓(4)和固定螺栓(8)的位置，完成对试验管样两端的夹持固定;
[0026](4)弯曲系统设置:将两个固定螺栓(8)的距离设定为弦长，结合初步确定的试验管样(7)工作弯曲半径，计算管材中部移动的距离，将该数据输入到液压传动控制系统
(16)；
[0027](5)状态调整:开启液压传动控制系统，通过液压传动装置带动卡管器使试验管样处于设定的工作弯曲半径状态下，随后将试验管样充满水后密封，开启加热系统，设定试验温度，并保持该状态到要求时间；
[0028](6)承压性能测试:状态调整结束后，启动非金属管材静水压爆破试验系统，按照试验管样标准要求，进行静水压性能和短时失效压力测试；
[0029](7)结果判定:如果试验管样在设定工作弯曲半径下的承压性能满足标准要求，则继续弯曲管材，缩小弯曲半径，重复以上步骤，直至非金属管材的承压性能达到标准要求的临界值，此时的弯曲半径即试验管样的最小工作弯曲半径。
[0030]本发明提供了一种测试最小工作弯曲半径的方法及试验系统。该方法的基本原理是将试验管材进行重复往返弯折(按最小存储弯曲半径)，或将试验管材固定在弯曲试验平台上，施加载荷使其弯曲至一定的弯曲半径(按最小工作弯曲半径)，随后通过静水压和爆破试验系统测试非金属管材在弯折状态调节后或一定弯曲半径状态下的承压性能，以静液压性能和短时失效压力值(应符合相关标准要求)来评定非金属管材的最小存储弯曲半径和最小工作弯曲半径。
[0031]本发明的有益效果是:
[0032]1、本发明提供了一种测试全尺寸非金属管材最小弯曲半径(包括最小存储弯曲半径和最小工作弯曲半径)的方法，并给出了明确的判定依据。测试方法简单可行、试验周期短，判定依据与产品标准要求一致，简单明了。
[0033]2、根据需要，在液压传动控制系统中设置相应参数(如位移量、往复次数等)后，即可驱动液压传动装置带动试验管样进行往复弯折，或静止于某弯曲半径状态下。该设置简单易行，自动化程度及测试效率高。
[0034]3、对试验管样完成往复弯折，或设置于某弯曲半径状态下之后，即可通过在水压控制系统中设置相应的水压试验参数(如压力、温度、时间等)，随后可自动完成对所述试验管样的静液压性能(短期和长期)和短时失效压力测试。
[0035]本发明的试验装置中的试验箱除了具有安全防护作用外，配置的加热系统可完成不同温度条件下全尺寸非金属管材最小弯曲半径的评定。
[0036]1、夹持试验管样的两固定螺栓之间的距离(弦长)固定可测，样品弯曲半径确定后，可通过公式计算管体弧长，通过液压传动装置带动卡管器使试验管样发生弯曲并达到计算弧长值。
[0037]2、通过选择滑动螺栓和固定螺栓的位置，并调整滑动螺栓和固定螺栓(8)之间的距离，可完成不同长度、不同口径、不同弯曲半径管材样品的测试。
[0038]进一步，试验装置中卡管器为对开式，并设置多个夹紧块，可实现不同口径管材的夹持与评定。
[0039]进一步、在所述固定螺栓和所述滑动螺栓的上端均设置有转动套筒，方便所述试验管样弯折时的自由移动，