一种动态缆内外摩擦测试方法及动态缆测试装置与流程

本发明涉及动态缆测试，尤其是指一种动态缆内外摩擦测试方法及动态缆测试装置。

背景技术：

1、动态缆是海洋风电场、海洋油气开发的重要装备，其用于对水下生产系统之间或水下生产系统与水上浮体之间进行连接，是电能、控制信号的传输通道。动态缆包括敷设在海洋中时刻受到波浪、海流、风以及浮体运动等动态载荷影响的光缆、电缆、脐带缆等。

2、在动态缆的敷设过程中，通常需要借助牵引机或张紧器等设备进行线缆敷设，又由于动态缆一般包括多根非粘结的内芯、铠装钢丝、外护套以及填充层，自身结构特殊，因此在敷设过程中，为了尽量保障无伤敷设，牵引机或张紧器采用多大的挤压力就至关重要，而这都取决于动态缆自身内外摩擦系数这一性能参数。

3、现有技术中已经有较多对材料内外摩擦系数进行测试计算的内外摩擦测试方法以及测试装置，但是现有技术中测试方法以及测试装置基本都是针对普通常规材料设置的，并不能适用于自身结构特殊、承受载荷复杂的动态缆。动态缆的内外摩擦测试目前还缺乏统一的测试方法以及与之适配的测试装置。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中内外摩擦测试方法和测试装置仅适用于普通常规材料，不能适用于动态缆测试的问题，提供一种动态缆内外摩擦测试方法及动态缆测试装置。

2、第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供了一种动态缆内外摩擦测试方法，包括以下步骤：

3、s1，安装动态缆：

4、固定安装动态缆的一端，动态缆的另一端为自由端；

5、s2，加载正压力：

6、加载正压力pi至动态缆的外护套缆身部位并保持；

7、s3，加载外摩擦测试拉力：

8、加载外摩擦测试拉力至动态缆的固定端，直至动态缆和正压力加载处发生滑动后卸载测试拉力，重复测试多次，记录动态缆滑动前的最大外摩擦测试拉力tm1；

9、s4，准备内摩擦测试：

10、剥落动态缆固定端的外护套，外露出端部的铠装钢丝，重复s2加载正压力操作；

11、s5，加载内摩擦测试拉力：

12、加载内摩擦测试拉力至动态缆外露出铠装钢丝的端部，直至动态缆的铠装钢丝和外护套发生滑动后卸载测试拉力，记录滑动前的最大内摩擦测试拉力tm2；

13、s6，计算摩擦系数：

14、根据最大外摩擦测试拉力tm1和正压力pi计算得出动态缆外摩擦系数，根据最大内摩擦测试拉力tm2和正压力pi计算得出动态缆内摩擦系数。

15、在本发明的一个实施例中，在步骤s2中，所述正压力加载速率小于5mm/min。

16、在本发明的一个实施例中，在步骤s2中，所述正压力加载形式可以为上下挤压动态缆加载，也可以为上下左右挤压动态缆加载。

17、第二方面，为解决上述技术问题，本发明还提供了一种动态缆测试装置，用于执行所述的动态缆内外摩擦测试方法，其包括：

18、牵引绳，所述牵引绳用于和动态缆连接；

19、伸缩杆，所述伸缩杆的一端和所述牵引绳连接；

20、液压缸，所述液压缸和所述伸缩杆的另一端连接，所述液压缸用于提供测试拉力；

21、支撑架，所述支撑架用于承托动态缆；

22、多个压块，多个所述压块用于和动态缆的外护套抵压连接；

23、压力设备，所述压力设备和多个压块连接，且驱动多个压块移动挤压动态缆；所述压力设备用于提供正压力。

24、在本发明的一个实施例中，所述压块包括本体、第一挤压侧以及第二挤压侧，所述本体和压力设备连接，所述第一挤压侧和第二挤压侧连接在所述本体的同侧，所述第一挤压侧和第二挤压侧相对倾斜。

25、在本发明的一个实施例中，所述第一挤压侧和第二挤压侧的倾斜夹角为150°。

26、在本发明的一个实施例中，动态缆测试装置还包括拉弯测试组，所述拉弯测试组包括：

27、第一转盘，所述第一转盘和地面转动连接；

28、第二转盘，所述第二转盘和所述伸缩杆连接，所述牵引绳绕设在所述第二转盘上；

29、旋转驱动件，所述旋转驱动件和所述第二转盘连接，所述旋转驱动件用于带动所述第二转盘转动；

30、其中，所述拉弯测试组在对所述动态缆作拉弯测试时，所述动态缆绕设在所述第一转盘上。

31、在本发明的一个实施例中，还包括第一导轨，所述压力设备和所述第一导轨滑动连接。

32、在本发明的一个实施例中，还包括第二导轨，所述第二转盘和所述第二导轨滑动连接。

33、在本发明的一个实施例中，还包括卷扬机，所述卷扬机用于和动态缆连接且提供测试拉力。

34、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

35、本发明所述的动态缆内外摩擦测试方法不仅适用于常规海缆性能测试，还为动态缆提供了一种可行的内外摩擦测试方法，根据测试结果分析，可以明确示出动态缆的内外摩擦系数，从而得出敷设过程中牵引机或张紧器采用挤压力的最优值，为动态缆无伤敷设提供保障。

36、本发明所述的动态缆测试装置包括用于和动态缆连接的牵引绳、和牵引绳连接的伸缩杆、和伸缩杆连接且用于提供测试拉力的液压缸、用于承托动态缆的支撑架、用于抵压动态缆的多个压块以及和压块连接且用于提供正压力的压力设备。在测试时，动态缆的一端被液压缸拉动，多个压块抵压在动态缆上，通过压力设备提供正压力pi，加载测试拉力和正压力，直到获得动态缆和压块相对滑动前的最大外摩擦测试拉力tm1以及动态缆外护套和内部铠装钢丝相对滑动前的最大外摩擦测试拉力tm2，从而实现对动态缆内外摩擦测试，且测试装置结构简单，布置方便，易于操作实施。

37、本发明所述的动态缆测试装置通过配套设置拉弯测试组后，使测试装置同时具有对动态缆拉伸弯曲性能进行测试的能力；两种不同的测试无需更换场地，方便了动态缆的性能测试，大大提高了测试效率。

技术特征：

1.一种动态缆内外摩擦测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的动态缆内外摩擦测试方法，其特征在于：在步骤s2中，所述正压力加载速率小于5mm/min。

3.根据权利要求1所述的动态缆内外摩擦测试方法，其特征在于：在步骤s2中，所述正压力加载形式可以为上下挤压动态缆加载，也可以为上下左右挤压动态缆加载。

4.一种动态缆测试装置，用于执行权利要求1至3中任一项所述的动态缆内外摩擦测试方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的动态缆测试装置，其特征在于：所述压块包括本体、第一挤压侧以及第二挤压侧，所述本体和压力设备连接，所述第一挤压侧和第二挤压侧连接在所述本体的同侧，所述第一挤压侧和第二挤压侧相对倾斜。

6.根据权利要求5所述的动态缆测试装置，其特征在于：所述第一挤压侧和第二挤压侧的倾斜夹角为150°。

7.根据权利要求4所述的动态缆测试装置，其特征在于：还包括拉弯测试组，所述拉弯测试组包括：

8.根据权利要求7所述的动态缆测试装置，其特征在于：还包括第一导轨，所述压力设备和所述第一导轨滑动连接。

9.根据权利要求7所述的动态缆测试装置，其特征在于：还包括第二导轨，所述第二转盘和所述第二导轨滑动连接。

10.根据权利要求4所述的动态缆测试装置，其特征在于：还包括卷扬机，所述卷扬机用于和动态缆连接且提供测试拉力。

技术总结
本发明公开了一种动态缆内外摩擦测试方法及动态缆测试装置，涉及动态缆测试技术领域，动态缆内外摩擦测试方法包括：S1，安装动态缆；S2，加载正压力；S3，加载外摩擦测试拉力；S4，准备内摩擦测试；S5，加载内摩擦测试拉力；S6，计算摩擦系数。动态缆测试装置包括用于和动态缆连接的牵引绳、和牵引绳连接的伸缩杆、和伸缩杆连接且用于提供测试拉力的液压缸、用于承托动态缆的支撑架、用于抵压动态缆的多个压块以及和压块连接且用于提供正压力的压力设备。本发明的测试方法为动态缆提供了一种可行的内外摩擦测试方法，有利于动态缆的无伤敷设；且动态缆测试装置适用性广，布置方便，易于操作实施。

技术研发人员：潘文,梅文杰,童晓,王欢,袁渊,邱华
受保护的技术使用者：江苏亨通高压海缆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14