[实用新型]管道内压致裂实验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验机，尤其涉及一种利用冰胀原理用于实验管道内压致裂的实验机。

背景技术

目前不管是家用还是工程用的诸多管道(如Q235管线钢，X60管线钢)，在长时间使用后因腐蚀等因素而强度降低，从而容易发生由内压等造成的破裂破坏，现今不管是科学研究中还是教学中还没有相关的实验机能很好的用于由于管道的内压而是管道致裂的实验、测试和研究；

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种管道内压致裂实验机。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种管道内压致裂实验机，包括管体，管体内部的中间位置设置有圆柱体聚乙烯薄膜容器；圆柱体聚乙烯薄膜容器的内侧壁上对应设置着两个应力传感器；

管体的外表面上和两个应力传感器相对应处设置有两个应变传感器；

管体的两端各设置有一个管口堵塞器，管口堵塞器的中间位置开设有传感器导线孔；

圆柱体聚乙烯薄膜容器的内侧壁上设置的两个应力传感器、管体的外表面上设置的两个应变传感器均通过传感器导线和传感器接收器相连接。

本实用新型可以模拟管道由内压致使管道内裂破坏的过程，从而为管道破坏的研究提供更多的方便和更加可靠的数据，更加有利于实验研究和教学。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的截面图。

图3为本实用新型的圆柱体聚乙烯薄膜容器的结构示意图。

图4为本实用新型的管口堵塞器的剖面结构示意图。

图中：1、应变传感器；2、应力传感器；3、圆柱体聚乙烯薄膜容器；4、管体；5、管口堵塞器；6、传感器导线；7、蒸馏水；8、传感器接收器；9、传感器导线孔。

具体实施方式

如图1-图4所示，本实用新型包括应变传感器1、应力传感器2、圆柱体聚乙烯薄膜容器3、管体4、管口堵塞器5、传感器导线6、蒸馏水7、传感器接收器8和传感器导线孔9。

管体4内部的中间位置设置有圆柱体聚乙烯薄膜容器3；圆柱体聚乙烯薄膜容器3的内侧壁上对应设置着两个应力传感器2。管体4的外表面上和两个应力传感器2相对应处设置有两个应变传感器1。管体1的两端各设置有一个管口堵塞器5，管口堵塞器5的中间位置开设有传感器导线孔9。

圆柱体聚乙烯薄膜容器3的内侧壁上设置的两个应力传感器2、管体4的外表面上设置的两个应变传感器1均通过传感器导线6和传感器接收器8相连接。

圆柱体聚乙烯薄膜容器3用于装盛实验机工作介质蒸馏水7，具有良好的密封性，并有不同标准体积的型号，以适应不同的实验管材，内侧壁上布置应力传感器2，用于感知实验过程中的应力变化。

管口堵塞器5材料为高强度碳钢，并且有不同的内径尺寸以适应不同内径的实验管材；在实验中为一次性耗材。

实验过程：

1、将圆柱体聚乙烯薄膜容器3预注蒸馏水密封，在其内侧壁上布置好应力传感器2，然后装入管体4内；

2、将管口堵塞器5安装在管体4的两端，并将传感器导线6从管口堵塞器5的传感器导线孔9引出，并与传感器接收器8良好连接，然后将管口堵塞器5与管体4粘结，使其形成密闭腔体，再将传感器导线孔用高强密封圈密封。

3、将管体4整体放入冷冻试验箱内，控制温度逐渐降低，使管材内的蒸馏水结冰。

4、管体4内蒸馏水结冰过程中，体积不断增大，那么它作用在管壁上的压力不断增大，这时应变传感器1和应力传感器2就会记录下管壁的应力、应变变化过程，并将应力、应变数据传送给传感器接收器8，最后，当冰作用于管壁的压力大于管道的强度极限后，管道将发生破裂破坏。这样，实验便模拟了管道破坏的整个过程，并且通过传感器1、2记录下了整个过程的应力和应变的数据，研究人员可以根据这些数据对管道破坏进行分析、研究。

实验机原理：若在管体内装满水并密封，当温度逐渐降低至0摄氏度以下，管体内的水就会结冰，水结冰时体积会发生膨胀，在管道内部的冰由于处于接近三向受压的应力状态，其强度将大于处于二向受力状态的管壁，这时，冰就会将管道撑裂。本实用新型利用这一原理，可以完整模拟管道在内压作用下破坏的完整过程，并通过应力传感器、应变传感器记录下实验过程中的应力应变数据，供研究人员分析。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。