一种管道强度试验用加载装置及专用夹具、辅具的制作方法

本实用新型涉及强度试验设备技术领域，尤其涉及一种管道强度试验用加载装置及专用夹具、辅具。

背景技术：

管道是最经济、最环保的流体输送设备。塑料管道因其加工成型容易、耐腐蚀、抗冲击性好、环保、施工容易、综合节能性能好等优点，随着高分子材料工艺和加工业的发展，在过程工业、城镇基础设施以及建筑领域应用广泛，逐渐取代了金属管道，大量应用于燃气、生活水、污水、化学腐蚀介质等的中低压力输送。

塑料管道因大量应用于强酸、强碱、燃气和城镇饮用水等介质的输送，虽然压力等级大大低于长输金属管道，但因介质风险高、管道事故的影响大，对管道的性能要求并不低。我国塑料管道的发展起步较晚，相较于金属管道较完备的性能检测和试验体系还存在不小滞后，随着塑料管道行业的蓬勃发展以及行业监管和民生保障的需要，塑料管道性能检测的需求愈发迫切，管道强度是管道最基本也是最重要的性能。理论分析表明，承受内压的塑料管道的环向应力大于轴向应力，非外部作用下的内压管道常因环向强度不足而失效，因而塑料管道的环向强度检测对于保障管道质量和使用安全至关重要。

目前，塑料管材生产过程中常用静液压试验来检验管材的强度。然而，静液压试验方法及系统存在以下局限性：

(1)试验周期长，试验成本高。在标准gb15558.1中，明确规定静液压试验根据不同的要求需要达到100h、165h和1000h，试验周期长达数周或数月。

试验系统复杂，试验过程对系统的控制要求高，占地面积较大。

(3)试验制样的条件复杂且要求高，主要适于规模较大的生产企业和条件较好的研究院所。

多功能力学性能试验机是一种较普及的力学性能试验设备，能够定量记录和分析材料试样在加载过程中的应力应变规律，如果基于现有的多功能力学性能试验进行管道强度检测，将有望解决静液压试验存在的局限性。

然而，要基于多功能力学性能试验机进行塑料管道强度试验，还存在如下困难：

(1)现有的多功能力学性能试验机只能对材料性能进行检测，也就是只能用于对生产管道的材料性能进行检测，而无法通过模拟在役过程中承受均布内压来检测实际管道的环向强度。

缺少相应的管材夹持装置，无法直接以管道为试样进行试验。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种管道强度试验用加载装置及专用夹具、辅具，便于利用多功能力学性能试验机对管材试样进行强度试验。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种管道强度试验用加载装置，包括锥形的加载椎体，加载椎体下部为从上往下直径逐渐减小的锥形段，加载椎体的顶部中央设有连接部。

进一步的，所述连接部包括竖直连接杆，竖直连接杆与加载椎体同轴，竖直连接杆上设有同轴的固定盘和横向的销孔,销孔位于固定盘外端。

一种管道强度试验用专用夹具，其与上述管道强度试验用加载装置配套，包括管段夹持装置，所述管段夹持装置包括夹持头，所述夹持头中央竖直设有同轴的管材容纳腔，所述管材容纳腔为圆形，管材容纳腔开口于夹持头的顶面；夹持头底部中央设有连接部。

进一步的，连接部包括竖直连接杆，竖直连接杆与管材容纳腔同轴，竖直连接杆上设有同轴的固定盘和横向的销孔,销孔位于固定盘外端。

进一步的，管材容纳腔为阶梯孔，管材容纳腔顶部口径大于底部直径。

优选地，管材容纳腔为三级阶梯孔。

进一步优选地，三级阶梯孔的直径分别为160mm、110mm、63mm。

一种管道强度试验用辅具，除了包括上述管道强度试验用加载装置外，它还包括管段夹持装置，所述管段夹持装置包括夹持头，所述夹持头中央竖直设有管材容纳腔，所述管材容纳腔为圆形，管材容纳腔开口于夹持头的顶面；夹持头底部中央设有所述连接部。

进一步的，所述管材容纳腔为阶梯孔，管材容纳腔顶部口径大于底部直径。

优选地，所述管材容纳腔为三级阶梯孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1，本实用新型中的加载椎体可对管材试样内部进行均匀加压，可用于模拟管材在役过程中承受的均布内压，利于多功能力学性能试验机检测实际管道的环向强度；

2，本实用新型中的管段夹持装置可夹持固定管材试样，便于利用多功能力学性能试验机对管材试样进行强度试验。

附图说明

图1是实施例一中管道强度试验用加载装置的结构示意图；

图2是实施例一中管道强度试验用专用夹具的结构示意图；

图3是管道强度试验用加载装置及专用夹具、辅具配套使用时的示意图；

图4是实施例二中管道强度试验用专用夹具的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，本实施例公开的管道强度试验用加载装置1，包括锥形的加载椎体11，加载椎体11从上往下直径逐渐减小，加载椎体11的顶部中央设有连接部。

连接部包括竖直连接杆12，竖直连接杆12与加载椎体11同轴，竖直连接杆12上设有同轴的固定盘13和横向的销孔14,销孔14位于固定盘13外端。即上部加载装置1的固定盘13位于其加载椎体11与销孔14之间。

如图2、3所示，本实施例公开的与管道强度试验用加载装置配套的管道强度试验用专用夹具，包括管段夹持装置2，所述夹持头21中央竖直设有同轴的管材容纳腔22，所述管材容纳腔22为圆形，管材容纳腔22开口于夹持头21的顶面；夹持头21底部中央设有连接部。连接部包括竖直连接杆12，竖直连接杆12与管材容纳腔22同轴，竖直连接杆12上设有同轴的固定盘13和横向的销孔14,销孔14位于固定盘13外端。

管段夹持装置2的固定盘13位于其夹持头21与销孔14之间。

本实用新型公开的管道强度试验用辅具，它包括管道强度试验用加载装置和管道强度试验用专用夹具，它与现有多功能力学试验机4配套使用，可用于进行管材强度试验。

如图3所示，将管道强度试验用加载装置1和管道强度试验用专用夹具安装在现有多功能力学性能试验机4上来对管材进行强度试验。具体的，将管道强度试验用加载装置1安装在多功能力学性能试验机4的加载横梁41上，通过圆柱销5和固定盘13限制加载椎体11在轴向和环向的位移，从而实现加载椎体11的固定。

将管段夹持装置2固定在多功能力学性能试验机4的下夹具上，通过圆柱销5和固定盘13限制管段夹持装置2在轴向和环向的位移，从而实现管段夹持装置2的固定。

然后将塑料的管材试样3置于管材容纳腔22中，保证管材试样3、加载椎体11和管段夹持装置2圆心位于同一竖直直线上。手动慢速调节多功能力学性能试验机4的加载横梁41向下运动，通过计算机6观察加载椎体11与管材试样3接触力的大小，在加载椎体11与管材试样3上沿内部恰好接触即停止调节。随后通过计算机6设置好相关参数，启动试验机，自动完成实验。

本实用新型中的加载椎体11可对管材试样内部进行均匀加压，可用于模拟管材在役过程中承受的均布内压，利于通过多功能力学性能试验机检测实际管道的环向强度。本实用新型中的管段夹持装置2可夹持固定管材试样，便于利用多功能力学性能试验机对管材试样进行强度试验。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：如图4所示，本实施例中管材容纳腔22为阶梯孔，管材容纳腔22顶部口径大于底部直径。管材容纳腔22为阶梯孔，可适用于多种管径的管材，适用范围宽。

阶梯孔的级数根据需要合理设置即可。本实施方式中，管材容纳腔22为三级阶梯孔。三级阶梯孔的直径分别为160mm、110mm、63mm，主要适应和三种管径。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。