[发明专利]一种温度和振动耦合作用试验装置及试验方法

说明书

一种温度和振动耦合作用试验装置及试验方法，包括恒温箱、振动台和连接工装，恒温箱与振动台通过连接工装固定在一起，其中，所述连接工装包括紧固板、压板以及用于放置恒温箱的底板，紧固板以及压板均设置在底板上。将恒温箱放置工装中，并通过长螺栓连接并固定恒温箱，将试验试样放置于恒温箱内。该装置结构简单、操作便捷，通过该装置能够实现温度与振动耦合作用条件下的防腐层性能测试试验。

技术领域

本发明涉及一种温度与振动耦合作用条件下的试验装置及试验方法，它尤其适用于油气管道防腐层在温度和振动耦合作用条件下的性能测试研究。

背景技术

美国防腐蚀工程协会指出：“正确涂覆的防腐涂层可为埋地管道提供99％的管道外保护需求，剩余的1％由阴极保护提供。”说明油气长输管道的外防腐层是确保管道安全的重要屏障。石油、天然气埋地管道防腐层的破损、剥离和老化等，会造成管道的腐蚀、穿孔、泄漏，给企业带来严重的财产损失，给公众和环境带来危害。我国的地下油气管线投产1-2年后即发生腐蚀穿孔的情况屡见不鲜，它不仅造成因穿孔而引起的油、汽泄漏损失，以及由于维修所带来的材料、人力上的浪费和停产停工造成的损失，而且还可能因腐蚀引起火灾，特别是成品油管因腐蚀引起的爆炸，威胁人身安全，污染环境，后果极其严重。为防范类似事件的发生，管道防腐技术越来越受到人们的重视。

2014年，中国石油天然气集团公司管材研究所对某输气管线10余个压气站的站内管线进行了腐蚀检测及评价，发现有3个压气站的压缩机出口管线存在外防腐层脱落导致管体发生腐蚀的现象，分别为A压气站1#机组出口管线至空冷弯头处、B压气站1、2#机组出口汇管穿电缆沟处和C压气站1#压缩机机房出口处，总结检测结果发现，在压缩机出口的埋地管线上，均发生了不同程度的防腐层脱落及损伤，并造成大面积腐蚀，严重影响管线安全运行。

对于防腐层损伤机理，国外，Worsley等人认为，孔隙率是涂层耐阴极剥离的另一个重要因素，涂层中离子、水和氧等介质的渗透性取决于孔隙率，孔隙率越高水和氧等介质渗透率越强。Miszczyk认为，温度高低和涂层剥离速度有明显关联，随着温度的升高涂层的阴极剥离速度加快。

国内，中国石油集团工程技术研究院对基材变形量对3PE防腐层的性能影响规律进行了研究，认为剥离强度和阴极剥离性能会随基材变形量的增大而增大。浙江大学研究了OH-离子对防腐层损伤的影响，认为OH-的迁移会造成聚合物与金属的粘结力降低，使与防腐层粘结的基体金属氧化物层溶解发生气泡、剥离。这些研究揭示了防腐层在部分环境条件下的损伤机理，为管道腐蚀防护提供了理论基础，但未见温度与振动耦合作用下埋地管道防腐层的损伤机理研究的相关报道。

因此，开展不同温度下防腐层的损伤规律研究，对掌握防腐层失效机理，保证埋地防腐管道安全运行有重要的理论指导意义和工程应用价值。然而，从试验难易程度的角度出发，在实验过程中调节并保持单一的温度因素是较容易实现的，如阴极剥离试验，可通过调节恒温箱温度或水域试验箱温度，从而保持试样的试验环境。然而对于在温度与振动耦合作用的试验过程中，既需要试验环境保持较高的恒定温度(如60℃、70℃)，同时又需要对防腐层试样施加振动载荷，目前这类试验方法及试验设备在国内外调研的文献中并未见报道，并且该问题一直悬而未决，困扰着业内人士。

发明内容

为了解决温度和振动耦合作用下防腐层的试验方法及试验设备问题，本发明提出了一种温度和振动耦合作用试验装置及试验方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种温度和振动耦合作用试验装置，包括恒温箱、振动台和连接工装，恒温箱与振动台通过连接工装固定在一起，其中，所述连接工装包括紧固板、压板以及用于放置恒温箱的底板，紧固板以及压板均设置在底板上。

本发明进一步的改进在于，底板为长方形状框，底板的两个长边之间设置有紧固板。

本发明进一步的改进在于，紧固板为2个，并且平行设置。