[发明专利]一种增强耐压结构承载能力的工艺方法

摘要

本发明涉及一种海工和采油装备技术领域，特别涉及一种增强耐压结构承载能力的工艺方法。技术方案是：制作球壳；钻孔连接，贴应变片，使球壳与增压泵、数据采集系统相连；逐级加压并保压，进入全塑性后，各观测点应变变化速率小于0.01s-1，球壳自动趋球；继续逐级加压至各点应变达到0.02以上，停止加压，保压；逐级卸载处理后，定向均布残余应力形成。本发明进一步提高了承载能力，降低各种初始缺陷的影响，进而降低了工艺难度。由于本发明是通过应力处理达到提高承载极限的目的，因此可在不增加结构重量的前提下提高其承载能力，对于涉海结构可大大提高其浮力储备，对深海潜器意义尤为突出。

主权项

一种增强耐压结构承载能力的工艺方法，其特征是包括以下步骤实现：步骤一：板材准备，然后通过焊接或机械加工工艺制造耐压球壳（1）；步骤二：在球壳（1）对称位置上开两个螺纹孔，并安装上高压螺纹双通接头（2）和下高压螺纹双通接头（3）；步骤三：以球心为圆心，在球壳外表面划线，所组成的圆形垂直于螺纹孔中轴线；在划线处贴4~8组应变片（4）并使其均匀分布在圆周上，每组应变片分别由切向及垂直于切向的两个应变片组成，应变片接线后通过数据连接线（5）与数据采集系统（6）连接，其作用为确定球壳（1）表面所处弹塑性状态；步骤四：通过高压管（7）将上高压螺纹双通接头（2）与压力泵（8）相连接，启动压力泵（8）向耐压球壳（1）内部注满液体介质，注满液体后，停止压力泵（8）工作，并将高压螺纹接头（3）接压力表（9）密封；步骤五：继续启动压力泵（8）向耐压球壳（1）内部逐级加压，加压过程要缓慢，每级加压后进行适当保压，保压时间不少于5分钟；当通过数据采集系统（6）显示各观测点进入塑性后，继续加压直至球壳（1）自动趋球，停止加压进入保压，保压时间为10‑30分钟，释放制球过程中引入的非均布残余应力；本发明中保压是指停止加压后，压力表（9）在一定时间内显示无变化；步骤六：继续启动压力泵（8）逐级加压，每级加压幅度要小于前序步骤，使球壳（1）整体进入后继屈服变形，直至各观测点的应变达到0.02以上，停止加压并进行保压，保压时间为5‑30分钟；步骤七：卸载，直至结构内外气压平衡，形成周向均匀径向内拉外压的定向应力状态；步骤八：通过数据采集系统（6）显示定向应力数值，作为后续压力试验的标定值；步骤九：撤掉所有应变片；步骤十：打开上高压螺纹双通接头（2）和下高压螺纹双通接头（3），释放球壳（1）内部液体。