深水拉索模拟高水压环境密封试验装置的制作方法

本实用新型涉及结构部件的流体密封性的测试领域，具体为一种深水拉索模拟高水压环境密封试验装置。

背景技术：

我国是一个海洋大国，海洋资源十分丰富，海洋开发关系国家安全和权益。随着国际形势的变化和我国综合国力的增长，发展海洋事业、建设海洋强国的重要性和迫切性日益突显。

深海工程装备的设计研发是我国海洋工程装备发展的瓶颈，只有突破若干关键技术、系统地提高设计研发能力，才能够推进我国海洋装备产业和深海资源开发的全面发展。由于深海自然环境条件严酷，深海平台必须具备进入恶劣的海洋环境作业的能力。300米～3000米范围的深海工程问题是我国海洋工程学术界和工业部门的热点，国内对深海工程施工过程的研究较少。

目前我国开发的石油平台、海洋渔业网箱等系泊系统主要以锚链为主，但是锚链对于日益发展的海洋装备来说有着越来越多的制约。锚链的材质主要以铸钢为主，其耐久性较差，并且由于钢铁产品的自重、强度等问题，制约其向更深的水域发展。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，提供一种测试方便、适应性强的高压试验设备，用以开发强度更高、系泊深度更大、耐久性好的海洋平台系泊拉索，本实用新型公开了一种深水拉索模拟高水压环境密封试验装置。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种深水拉索模拟高水压环境密封试验装置，包括压力模拟装置和拉索试件，其特征是：

压力模拟装置包括筒体、盖板和空气压缩机，筒体的底部密封固定底板，筒体顶部敞口端的外缘上设有挡环，盖板正对挡环并盖在筒体顶部的敞口上，盖板和挡环之间衬有密封圈，盖板和挡环用不少于六个螺栓-螺母组件连接并紧固，螺栓-螺母组件围绕筒体的中心轴线平均分布，筒体的侧壁连接水压表并和筒体的内腔贯通，空气压缩机的输气端通过串联了泄压阀的输气管和快速接头连接三通接头的进气端，三通接头的第一输气端连接球阀的进气端，三通接头的第二输气端连接气压表，球阀的输气端通过直通接头连接盖板的中部并和筒体的内腔贯通，筒体内灌注测试液；

拉索试件包括锚杯、连接筒和索体，锚杯为圆台形管，锚杯的大圆端面内设有压板，压板的外侧用压盖封闭，压板的内侧衬有防水盖，堵头旋入锚杯的大圆端面内并抵住压盖，锚杯的小圆端面内设有分丝板，连接筒的后端套在锚杯的小圆端面外，连接筒的前端箍在索体外，索体的外端面上固定盖板，连接筒和索体这两者外侧面的连接处先缠绕压敏胶带后再套上热缩套管，连接筒的内侧面和索体的外侧面之间套有过渡圈，过渡圈的外侧面和连接筒的内侧面贴合，过渡圈的内侧面箍在索体外，钢丝的一端固定在压板上，钢丝的另一端依次穿过防水盖和分丝板后固定在索体的内端面上，锚杯内浇注成分为锌铜合金的固结料，连接筒内灌注成分为硅胶的密封料。

所述的深水拉索模拟高水压环境密封试验装置，其特征是：拉索试件还包括端套，端套衬在连接筒的内侧面和过渡圈的外侧面之间。

所述的深水拉索模拟高水压环境密封试验装置，其特征是：拉索试件还包括密封圈乙和气囊，密封圈乙套设在连接筒内的索体上，密封圈乙的外侧面和连接筒的内侧面贴合，气囊设于由连接筒、索体、过渡圈和密封圈乙这四者构成的环形区间内。

所述的深水拉索模拟高水压环境密封试验装置的使用方法，其特征是：按如下所述依次实施：

①放试纸：在拉索试件内放入水分检测试纸；

②放试件及注液：打开盖板，将拉索试件放入筒体，向筒体内注入测试液，使测试液完全浸没拉索试件，然后盖上盖板，用螺栓-螺母组件将盖板紧固在挡环上，使筒体内形成密闭空间；

③充气：打开球阀，启动空气压缩机，设外界大气压为P0，向筒体内注入压缩空气使气压增至P以模拟水深，P为0.1MPa时可模拟10m水深压力试验，P为1MPa时可模拟100m水深压力试验，以此类推；

④测试：测试包括单次试验和循环实验，分别如下所述：

单次实验：将拉索试件置于加压的筒体内，给定的实验时间t不短于天，以测试拉索试件在t内的极限耐压情况；

循环试验：将拉索试件置于加压的筒体内，给定的实验时间t不短于1天，在t时间段内反复实施加压至P、减压至P0的循环操作，循环次数不少于5次，以模拟拉索试件在不同水深内的反复循环利用情况；

⑤检验：测试完成后，关闭空气压缩机，打开泄压阀，待筒体内气压降至和外界大气压平衡时，卸除螺栓-螺母组件，卸下盖板，将拉索试件从筒体内取出，打开拉索试件，取出水分检测试纸，根据水分检测试纸是否变色判断拉索试件内部是否有水分渗入，进而判断拉索试件的密封是否失效。

所述的深水拉索模拟高水压环境密封试验装置的使用方法，其特征是：步骤②时，测试液选用海水，或质量百分比浓度为5%～10%的NaCl溶液，为便于观察，可向测试液内滴加蓝色染色剂。

本实用新型公开了一种强度更高、系泊深度更大、耐久性更好的海洋平台系泊拉索，可用于测试模拟多种水深水压下拉索防护系统的密封能力。本实用新型的有益效果是：测试方便，适应性强。

附图说明

图1是本实用新型中压力模拟装置的结构示意图；

图2是本实用新型中采用端套密封的拉索试件的结构示意图；

图3是本实用新型中采用气囊密封的拉索试件的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

一种深水拉索模拟高水压环境密封试验装置，包括压力模拟装置1和拉索试件2，如图1～图3所示，具体结构是：

压力模拟装置1如图1所示：压力模拟装置1包括筒体101、盖板104和空气压缩机108，筒体101的底部密封固定底板102，筒体101顶部敞口端的外缘上设有挡环103，盖板104正对挡环103并盖在筒体101顶部的敞口上，盖板104和挡环103之间衬有密封圈105，盖板104和挡环103用不少于六个螺栓-螺母组件106连接并紧固，螺栓-螺母组件106围绕筒体101的中心轴线平均分布，筒体101的侧壁连接水压表107并和筒体101的内腔贯通，空气压缩机108的输气端通过串联了泄压阀109的输气管110和快速接头111连接三通接头112的进气端，三通接头112的第一输气端连接球阀113的进气端，三通接头112的第二输气端连接气压表114，球阀113的输气端通过直通接头115连接盖板104的中部并和筒体101的内腔贯通，筒体101内灌注测试液116；

拉索试件2包括锚杯201、连接筒207和索体208，锚杯201为圆台形管，锚杯201的大圆端面内设有压板202，压板202的外侧用压盖203封闭，压盖203的端面上涂抹MF895型单组分中性固化硅酮防水密封胶，压板202的内侧衬有防水盖204，压板202和防水盖204之间涂抹MF2000B型单组分非硫化中性不干性橡胶型密封胶，堵头205旋入锚杯201的大圆端面内并抵住压盖203，锚杯201的小圆端面内设有分丝板206，连接筒207的后端套在锚杯201的小圆端面外，连接筒207的前端箍在索体208外，索体208的外端面上固定盖板209，索体208和盖板209都采用高密度聚乙烯制成，连接筒207和索体208这两者外侧面的连接处先缠绕压敏胶带后再套上热缩套管210，连接筒207的内侧面和索体208的外侧面之间套有过渡圈211，过渡圈211的外侧面和连接筒207的内侧面贴合，过渡圈211的内侧面箍在索体208外，钢丝212的一端固定在压板202上，钢丝212的另一端依次穿过防水盖204和分丝板206后固定在索体208的内端面上，锚杯201内浇注成分为锌铜合金的固结料213，连接筒207内灌注成分为硅胶的密封料214。

根据实际情况，拉索试件2可以采用如图2所示的结构：拉索试件2还包括端套215，端套215衬在连接筒207的内侧面和过渡圈211的外侧面之间。

拉索试件2也可以采用如图3所示的结构：拉索试件2还包括密封圈乙216和气囊217，密封圈乙216套设在连接筒207内的索体208上，密封圈乙216的外侧面和连接筒207的内侧面贴合，气囊217设于由连接筒207、索体208、过渡圈211和密封圈乙216这四者构成的环形区间内。

本实施例使用时，按如下所述依次实施：

①放试纸：在拉索试件2内放入水分检测试纸；

②放试件及注液：打开盖板104，将拉索试件2放入筒体101，向筒体101内注入测试液116，测试液116选用海水，或质量百分比浓度为5%～10%的NaCl溶液，为便于观察，可向测试液116内滴加蓝色染色剂，使测试液116完全浸没拉索试件2，然后盖上盖板104，用螺栓-螺母组件106将盖板104紧固在挡环103上，使筒体101内形成密闭空间；

③充气：打开球阀113，启动空气压缩机108，设外界大气压为P0，向筒体101内注入压缩空气使气压增至P以模拟水深，P为0.1MPa时可模拟10m水深压力试验，P为1MPa时可模拟100m水深压力试验，以此类推；

④测试：测试包括单次试验和循环实验，分别如下所述：

单次实验：将拉索试件2置于加压的筒体101内，给定的实验时间t不短于1天，如t可以选用1天、1月或1年，以测试拉索试件2在t内的极限耐压情况；

循环试验：将拉索试件2置于加压的筒体101内，给定的实验时间t不短于1天，在t时间段内反复实施加压至P、减压至P0的循环操作，循环次数不少于5次，以模拟拉索试件2在不同水深内的反复循环利用情况；

⑤检验：测试完成后，关闭空气压缩机108，打开泄压阀109，待筒体101内气压降至和外界大气压平衡时，卸除螺栓-螺母组件106，卸下盖板104，将拉索试件2从筒体101内取出，打开拉索试件2，取出水分检测试纸，根据水分检测试纸是否变色判断拉索试件2内部是否有水分渗入，进而判断拉索试件2的密封是否失效。