[发明专利]一种压力管道复合材料抗剪切力在线修复方法及装置

说明书

本发明提供了一种压力管道复合材料抗剪切力在线修复装置，包括：底座、粘接块(2)、施力块(3)、拉力计(4)及修复单元，粘接块(2)的底面与复合材料(5)粘接，粘接块(2)与管道轴线垂直的侧面与拉力计(4)一端连接，拉力计(4)另一端通过拉力杆与施力块(3)连接，施力块(3)在底座(1)上自由滑动；粘接块(2)与拉力计(4)通过弯钩或螺栓机械连接；拉力计(4)的施力方向与压力管道(6)的轴向平行，拉力计(4)和施力块(3)的移动方向和拉力计的施力方向一致，修复单元与压力管道(6)连接，用于根据拉力计测量的抗剪切力进行在线修复。还公开了对应的在线修复方法、电子设备以及计算机可读存储介质。

技术领域

本发明涉及一种管道在线技术领域，特别是一种压力管道复合材料抗剪切力在线修复方法及装置。

背景技术

管道运输是油气能源输送最重要、最经济的输送方式。由于油气管道不可避免的存在损伤，对含缺陷管道的修复以及修复效果的可靠检测是保障油气管道安全运行的重要保障。

管道运行过程中，环向应力是轴向应力的2倍，对于一般的管道缺陷，复合材料抗拉能力是最重要的性能指标；而对于一些受外界轴向外力影响或存在环向缺陷的管道，复合材料的抗剪切力也是重要的服役参数。目前已经有对复合材料硬度、粘接力等参数的检测方法，但对复合材料的抗剪切力还没有有效的在线检测办法。

发明内容

为了克服现有技术中这部分的缺失及不足，本发明提供一种压力管道复合材料抗剪切力在线修复方法及装置，以有效的在线检测复合材料的抗剪切力，并基于此进行复合材料抗剪切力的在线修复。本发明以强磁底座为固定点，用于在测量过程中为拉力提供受力支点；此外，考虑使用反作用力的方式，抵消测试拉力对试件产生的弯矩，以得到剪应力的测试条件。

本发明的目的在于提供一种压力管道复合材料抗剪切力在线修复装置，包括：

底座(1)、粘接块(2)、施力块(3)、拉力计(4)以及修复单元，其中所述粘接块(2)的底面与复合材料(5)粘接，所述粘接块(2)与管道轴线垂直的侧面与所述拉力计(4)一端连接，所述拉力计(4)另一端通过拉力杆与所述施力块(3)连接，所述施力块(3)在所述底座(1)上自由滑动；所述粘接块(2)与所述拉力计(4)通过弯钩或螺栓机械连接；所述拉力计(4)的施力方向与压力管道(6)的轴向平行，所述拉力计(4)和所述施力块(3)的移动方向和拉力计的施力方向一致，所述修复单元与所述压力管道(6)连接，用于根据所述拉力计测量的所述抗剪切力进行在线修复。

优选的，所述底座(1)为强磁材料形成的强磁底座，所述强磁底座的底面呈弧形，上表面为平面，所述底面的弧度与所述压力管道(6)外表面一致，从而保证和所述压力管道(6)的外表面贴合；所述强磁底座通过磁力固定在所述压力管道(6)的表面；所述强磁底座的上表面设置与所述压力管道(6)的轴线平行的导轨(11)，所述导轨(11)方向与所述拉力计(4)的施力方向平行。

优选的，所述粘接块(2)的底面与所述复合材料(5)粘接，所述粘接块的底面为圆形或正方形；所述粘接块(2)与所述压力管道(6)的轴线垂直的两个侧面上分别存在三个受力点，分别为粘接面的剪应力(τ)的受力点、实验拉力(F1)的受力点，以及用于抵消所述实验拉力(F1)产生的力矩而施加的反向拉力(F2)的受力点。

优选的，所述施力块(3)在所述导轨(11)上自由直线滑动；试验时，将所述施力块(3)设置在所述导轨(11)上后，所述施力块(3)的一端与所述安置在所述底座(1)上的拉力计(4)连接。

优选的，所述施力块(3)连接所述拉力计(4)的一端高度可调。

优选的，所述拉力计(4)的量程大于所述实验拉力；所述拉力计(4)为抗磁干扰型，或者在所述拉力计(4)的外侧设置防磁干扰装置。

本发明的目的还在于提供一种压力管道复合材料抗剪切力在线修复方法，包括如下步骤：