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1、(10)申请公布号 CN 103308397 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103308397 A *CN103308397A* (21)申请号 201310240542.1 (22)申请日 2013.06.18 G01N 3/20(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (71)申请人 中国海洋石油总公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街 25 号中国海油大厦 申请人 中海石油 （中国） 有限公司湛江分公 司 (72)发明人 周声结 张燕飞 汪建明 郭崇晓 王文龙 梁思颖 陈大江 戚蒿 高光军 (74)专利代理机构 广州市南锋专利事务所有限 。
2、公司 44228 代理人 刘广生 (54) 发明名称 全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置 (57) 摘要 本发明涉及一种全尺寸金属复合管四点弯曲 试验装置， 它主要由底座、 两个载荷支撑柱、 被测 金属复合管夹扣、 两个加载油缸、 控制器、 传感器、 应变片、 应变仪构成， 两个加载油缸与其相邻的载 荷支撑柱的距离相等， 传感器， 用以将加载油缸的 压力及行程传送给控制器 ； 应变片将被测金属复 合管的局部应变及应力大小传给应变仪。由于采 用上述的结构， 可对全尺寸的整个金属复合管进 行试验 ； 由于加载油缸的活塞杆的端部与夹扣铰 接， 故夹扣可随钢管弯曲角度自行变化调节 ； 由 于被测金属复合。
3、管夹扣可相对载荷支撑柱纵向转 动， 以保证夹具与钢管始终保持面接触 ； 故本发 明具有结构简单， 设计合理、 便于操作应用以及可 对应变及应力大小进行检测的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103308397 A CN 103308397 A *CN103308397A* 1/1 页 2 1. 一种全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 其特征在于 ： 它主要由底座、 两个载荷 支撑柱、 被测金属复合管夹扣、 两个加载油缸、 控。
4、制器、 传感器、 应变片、 应变仪构成， 所述被 测金属复合管夹扣设在每个载荷支撑柱上， 所述两个载荷支撑柱设在底座上且位于底座的 两端， 所述两个加载油缸设在底座上且位于两个载荷支撑柱之间， 两个加载油缸与其相邻 的载荷支撑柱的距离相等， 所述传感器， 用以将加载油缸的压力及行程传送给控制器 ； 所 述应变片设在被测金属复合管上， 用以将被测金属复合管的局部应变及应力大小传给应变 仪。 2. 根据权利要求 1 所述的全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 其特征在于 ： 所述被 测金属复合管夹扣可相对载荷支撑柱纵向转动。 3. 根据权利要求 1 所述的全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 其特征在。
5、于 ： 所述两 个加载油缸的间距是可调的。 4. 根据权利要求 1 所述的全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 其特征在于 ： 所述加 载油缸的活塞杆的端部和与之对应的夹装在被测金属复合管上的被测金属复合管夹扣铰 接。 5. 根据权利要求 1 至 4 任一项所述的全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 其特征在 于 ： 所述应变片包括轴向应变片和环向应变片， 轴向应变片和环向应变片构成一组， 分别设 在被测金属复合管的受压侧和受拉侧。 6. 根据权利要求 5 所述的全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 其特征在于 ： 所述应 变片共设有三组， 三组应变片位于被测金属复合管的中部， 且沿被测金属复合管的。
6、轴向间 隔分布。 权 利 要 求 书 CN 103308397 A 2 1/3 页 3 全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置 技术领域 0001 本发明涉及金属机械复合管的弯曲试验装置， 具体涉及一种全尺寸金属复合管弯 曲试验装置。 背景技术 0002 双金属复合管是由外碳钢基管和内耐蚀合金衬管按机械或冶金的方式复合而成， 它将耐蚀合金钢的防腐性能与碳钢管优异的力学性能进行了有机结合。双金属机械复合 管以其高性价比在石油、 天然气、 化工等领域得到了快速应用发展， 但因管道使用环境复杂 性， 在铺设过程中有可能会产生一定的弯曲， 而双金属机械复合管是由碳钢管基管和不锈 钢内衬管异种金属机械复合在一。
7、起， 在弯曲时会出现基衬分离、 衬管起皱等现象， 所以迫切 需要开发一种对双金属机械复合管弯曲程度和状态检验装置， 通过该检验装置可对双金属 机械复合管在工程应用中的最大弯曲程度及状态进行检测， 确定双金属机械复合管最小弯 曲半径， 可保证该弯曲程度下双金属机械复合管其基管和衬管不会出现分离、 起皱现象。 0003 中国专利局于 2013 年 4 月 24 日公开了公开号为 CN 202903617 U 的实用新型专 利， 其名称为原位三点弯曲试验装置 , 该专利由加载工作台和微旋转工作台两部分构成， 加载工作台是由无刷直流伺服电机与主齿轮连接， 且通过齿轮传动副与精密滚珠丝杠连 接， 滚珠丝。
8、杠螺母通过两侧导轨导向， 与滚珠丝杠螺母相连的方螺母上连接两个支撑头， 压 头与力传感器连接 ； 微旋转工作台是由驱动电机与蜗杆连接， 且通过蜗轮蜗杆副驱动加载 工作台作微旋转。 优点在于 ： 体积小、 结构紧凑、 重量轻、 刚度高、 测试精度高， 加载工作台可 以作微小旋转以实现对被测试件进行多点观测， 可以与金相显微镜和各种电子显微镜真空 腔体的载物平台相互兼容。上述专利的技术方案是与本发明完全不同的技术方案。 0004 中国专利局于 2012 年 1 月 25 日公开了公开号为 cN 202126375 u 的实用新 型专利， 其名称为海洋管线管全尺寸弯曲试验装置 , 该专利由包括有承载。
9、梁， 在承载梁的 中部固定有液压缸， 液压缸上设有弯模支座， 弯模支座上设有弯模 ； 在承载梁的两侧分别固 定有支撑管， 支撑管与承载梁结交部位分别对称固定有拉板。上述专利的技术方案存在以 下缺陷 ： 1、 被测金属管的两端被固定在拉板上， 当金属管在液压缸的作用下， 发生变形时， 在自然状态下， 金属管的两端会发生一定的转向， 而由于拉板的固定， 拉板不能随金属管的 两端转向而转向， 所以上述设计很不合理， 不能保证夹具与钢管始终保持面接触， 故会影响 到检测的精度 ； 2、 不能对整个钢管进行试验 ； 3、 另外， 上述结构功能比较单一， 不能对被测 金属复合管的局部应变及应力大小进行检测。
10、。 发明内容 0005 本发明的目的是克服上述的不足， 提供一种对整个金属复合管进行试验的全尺寸 金属复合管四点弯曲试验装置。 0006 全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 它主要由底座、 两个载荷支撑柱、 被测金属 复合管夹扣、 两个加载油缸、 控制器、 传感器、 应变片、 应变仪构成， 所述被测金属复合管夹 说 明 书 CN 103308397 A 3 2/3 页 4 扣设在每个载荷支撑柱上， 所述两个载荷支撑柱设在底座上且位于底座的两端， 所述两个 加载油缸设在底座上且位于两个载荷支撑柱之间， 两个加载油缸与其相邻的载荷支撑柱的 距离相等， 所述传感器， 用以将加载油缸的压力及行程传送给。
11、控制器 ； 所述应变片设在被测 金属复合管上， 用以将被测金属复合管的局部应变及应力大小传给应变仪。 0007 所述被测金属复合管夹扣可相对载荷支撑柱纵向转动。 0008 所述两个加载油缸的间距是可调的。 0009 所述加载油缸的活塞杆的端部和与之对应的夹装在被测金属复合管上的被测金 属复合管夹扣铰接。 0010 所述应变片包括轴向应变片和环向应变片， 轴向应变片和环向应变片构成一组， 分别设在被测金属复合管的受压侧和受拉侧。 0011 所述应变片共设有三组， 三组应变片位于被测金属复合管的中部， 且沿被测金属 复合管的轴向间隔分布。 0012 本发明的有益效果在于 ： 由于采用上述的结构， 。
12、可对全尺寸的整个金属复合管进 行试验 ； 由于加载油缸的活塞杆的端部与夹扣铰接， 故夹扣可随钢管弯曲角度自行变化调 节 ； 由于被测金属复合管夹扣可相对载荷支撑柱纵向转动， 夹扣可随管端角度变化自行调 节， 以保证夹具与钢管始终保持面接触 ； 由于增设了应变仪和应变片， 能对被测金属复合管 的局部应变及应力大小进行检测， 故本发明具有结构简单， 设计合理、 功能齐全、 便于操作 应用等特点。 附图说明 0013 图 1 是本发明的结构示意图。 0014 图中 ： 1、 底座 ； 2、 载荷支撑柱 ； 3、 被测金属复合管夹扣 ； 4、 加载油缸 ； 5、 控制器 ； 6、 传感器 ； 7、 应。
13、变仪 ； 8、 被测金属复合管 ； 9、 轴向应变片 ； 10、 环向应变片 ； 11、 活塞杆 ； 12、 被测金属复合管夹扣。 具体实施方式 0015 如图 1 所示， 全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置， 它主要由底座 1、 两个载荷支 撑柱2、 被测金属复合管夹扣3、 两个加载油缸4、 控制器5、 传感器6、 应变片、 应变仪7构成， 所述被测金属复合管夹扣3设在每个载荷支撑柱2上， 并可相对载荷支撑柱纵向转动， 所述 两个载荷支撑柱 2 设在底座 1 上且位于底座 1 的两端， 所述两个加载油缸 4 设在底座 1 上 且位于两个载荷支撑柱 2 之间， 两个加载油缸 4 与其相邻的载荷支。
14、撑柱 2 的距离相等， 两个 加载油缸 4 的间距是可调的， 所述传感器 6， 用以将加载油缸 4 的压力及行程传送给控制器 5。 应变片共设有三组， 三组应变片位于被测金属复合管8的中部， 且沿被测金属复合管8的 轴向间隔分布， 每组应变片包括轴向应变片9和环向应变片10， 分别设在被测金属复合管8 的受压侧和受拉侧。所述轴向应变片 9 和环向应变片 10 用以将被测金属复合管 8 的局部 应变及应力大小传给应变仪 7。 0016 所述加载油缸 4 的活塞杆 11 的端部和与之对应的夹装在被测金属复合管上的被 测金属复合管夹扣 12 铰接。传感器 6 设在加载油缸 4 的活塞杆 11 的端部。
15、。 0017 另外， 控制器除控制液压系统加载、 卸载弯曲外， 还通过联动系统控制两个液压缸 说 明 书 CN 103308397 A 4 3/3 页 5 压力及行程的一致性以及圆度测试系统是否工作 ； 应变仪主要检测两个液压缸之间最大弯 曲部分在弯曲过程中不同位置的内外侧及两侧钢管表面的应变及应力变化情况 ； 被测金属 复合管夹扣 3 共设有四个， 载荷支撑柱 2 上的两个被测金属复合管夹扣 3 用以装夹被测金 属复合管的两端， 还有两个被测金属复合管夹扣 12 与液压缸的活塞杆连接， 其特点是夹具 随钢管弯曲其角度在变化以保证夹具与钢管始终保持面接触。应用时， 将被测金属复合管 两端固定在载荷架上 , 通过四点弯曲装置在试样两端约束之间等距离放置两个弯曲加载 油缸 , 并保证它们施加相等的载荷以达到要求的弯曲半径。 0018 上面所述的实施仅仅是对本发明例实施方式进行描述， 并非对本发明的构思和 范围进行限定， 在不脱离本发明设计方案前提下， 本领域中普通工程技术人员对本发明的 技术方案做出的等效结构和直接或间接运用在相关的技术领域， 均应落入本发明的保护范 围。 说 明 书 CN 103308397 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103308397 A 6 。