[发明专利]一种管件水压爆破装置及试验方法

说明书

本申请提供一种管件水压爆破装置及试验方法，属于复合材料耐压管件性能测试技术领域。密封检测机构、加压爆破机构、数据采集机构和安全防护机构。本装置能够为加压爆破实验提供较好的密封条件，通过数字电路及计算机软件，能实时记录实验数据，数据获取方便且有较高的检测精度，能够安全、可靠的完成爆破实验数据的采集。

技术领域

本申请涉及一种管件水压爆破装置及试验方法，属于复合材料耐压管件性能测试技术领域。

背景技术

复合材料管件因其轻质高强、耐疲劳和耐腐蚀性强、运输安装便捷等优势，被广泛应用在石油和天然气运输、氢能储运、化工污水排放、海上油田开采等多个耐压容器工程应用领域中。

耐压管件的水压爆破实验是在管件内表面通过液体连续施加压力，测量其破坏失效时的最大压力，即材料的爆破强度。爆破压力是在设计和制造阶段衡量管件耐压能力的重要参数，爆破压力和其设计压力的比值在一定程度上可以表征管件的安全裕度，在工程应用中显得尤为重要。一旦耐压管件在使用过程中发生强度失效及断裂破坏，会造成重大的人员伤亡和财产损失。因此，复材耐压管件的水压爆破测试对其在工程领域中的应用非常重要。

在水压爆破实验中，管件的密封性将会直接影响实验数据的可靠性。现有的开口管件密封技术是将金属阶梯轴直接塞入管件内部，再用粘合胶进行密封，试验结束后拆卸需要采用敲打等破坏性方法。然而复材管件抗面外冲击性能较差，这种破坏性拆卸方式可能会造成爆破后复材管件的二次损伤，影响试样的爆破损伤特征分析。另一种密封方法为通过压盖与底座法兰面上均匀分布的多个螺栓立柱连接把试样压紧，然而这种方法可能会导致试样在装配时受力不均匀产生变形，并且极易造成复材管件端面的纤维和树脂损伤，造成后续材料性能下降，进而影响试验结果的准确性。

目前复材管件的水压爆破实验缺少设配的相关安全防护机构。复材管件爆破时产生的碎片以及喷射出的水流会对试验员和周围环境设施造成破坏，因此需要对管件试样添加安全防护机构，确保测试人员和实验设施安全。另外，复合材料管件爆破时的渐进损伤过程较为复杂，往往会产生树脂裂纹、分层和纤维断裂等一系列损伤模式。然而目前缺乏适配的安全防护机构，可以在安全防护的同时确保复合材料损伤行为的观测。

发明内容

有鉴于此，本申请首先提供一种管件水压爆破装置，可以实现安全试验条件下，通过给管件的内部连续施加液体压力，测量管件的爆破强度。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种管件水压爆破装置，包括密封检测机构、安全防护机构、加压爆破机构和数据采集机构，密封检测机构安置于安全防护机构中，

所述密封检测机构包括密封套筒、中空芯轴、左端盖和右端盖，

所述中空芯轴的两端套装有左端盖和右端盖，右端盖上套装有密封套筒，使突出在右端盖外侧的中空芯轴位于密封套筒内，密封套筒上设置有排气孔，排气孔配合设置有堵头；

所述中空芯轴靠近右端盖的一端内安置有闭合叶片，闭合叶片由牵引机构控制闭合叶片的状态，以改变闭合叶片两侧中空芯轴的通断；

所述左端盖与密封套筒之间的中空芯轴上设置有若干个注水孔，左端盖一端的中空芯轴与加压爆破机构连接，加压爆破机构设置有试压泵，试压泵对中空芯轴进行爆破加压；

所述数据采集机构包括有压力传感器，压力传感器位于密封套筒内，用于检测并记录实时压力；

所述左端盖与中空芯轴之间螺纹连接，使待检测管密封安置于左端盖与右端盖之间。

上述方案以中空芯轴外侧、待检测管内侧以及左端盖、右端盖形成检测单元，以中空芯轴、密封套筒以及右端盖为检测用密封单元，试压泵构成加压爆破机构的核心部件，对检测单元和密封单元进行加压、爆破，将采集到的待检测管的爆破数据进行记录采集，从而得到待检测管的水压爆破性能，配合安全防护机构，不仅能实时记录实验数据，数据获取方便且有较高的检测精度，还能够安全、可靠的完成爆破实验数据的采集。

进一步的，作为优选：