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1、(10)申请公布号 CN 103674735 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103674735 A (21)申请号 201310687039.0 (22)申请日 2013.12.13 G01N 3/24(2006.01) (71)申请人 北京豪特耐管道设备有限公司 地址 100176 北京市大兴区经济技术开发区 运成街 12 号 (72)发明人 张晓飞 蔡能 (74)专利代理机构 北京市维诗律师事务所 11393 代理人 杨安进 (54) 发明名称 复合管道剪切强度测试装置及测试方法 (57) 摘要 本发明是有关一种复合管道剪切强度测试装 置及测试方法。该测试装置包括 ：。
2、 剪切双环板， 为开合式结构， 中心设置有多级台阶孔 ； 固定铁 环， 为开合式环形板 ； 以及多个液压缸， 环形设置 于该固定铁环上， 所述多个液压缸的自由端朝向 该剪切双环板 ； 所述液压缸上设置有压力检测装 置。 该测试方法， 先将被测试的复合管道切割出一 切口 ； 利用该测试装置， 测试剪切破坏前的压力 值 ； 最后计算剪切强度。本发明的复合管道剪切 强度测试装置及测试方法， 操作简单 , 占地面积 小 , 可以野外作业。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 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2页 说明书5页 附。
3、图4页 (10)申请公布号 CN 103674735 A CN 103674735 A 1/2 页 2 1. 一种复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其包括 ： 剪切双环板， 为开合式结构， 中心设置有多级台阶孔 ； 固定铁环， 为开合式环形板 ； 以及 多个液压缸， 环形设置于该固定铁环上， 所述多个液压缸的自由端朝向该剪切双环板 ； 所述液压缸上设置有压力检测装置。 2. 如权利要求 1 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其还包括锯齿铁板 环， 抵接于该固定铁环的固定该液压缸的相反面。 3. 如权利要求 1 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的剪切双环 板包括。
4、两个半环板， 该两个半环板的一接触端枢轴连接， 另一接触端用固定板连接。 4. 如权利要求 1 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的固定铁环 包括两个半圆弧板， 该两个半圆弧板用弧形固定铁片相互连接 ； 该固定铁环焊接有用于固 定该液压缸的液压缸紧固座。 5. 如权利要求 2 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的锯齿铁板 环为台阶环， 每级环的内径不同。 6. 如权利要求 5 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的锯齿铁板 环， 包括一侧为开口的环形套及均匀焊接在环形套一侧的多个抵接块。 7. 如权利要求 1 所述的复合管道剪切强度测试装置，。
5、 其特征在于其中所述的多个液压 缸为三至八个。 8. 如权利要求 7 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的多个液压 缸为六个。 9. 如权利要求 1 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的压力检测 装置为压力表或压力传感器。 10. 如权利要求 1 所述的复合管道剪切强度测试装置， 其特征在于其中所述的复合管 道包括工作钢管及包覆于工作钢管外侧的至少一层复合层。 11. 一种复合管道剪切强度测试方法， 其特征在于其包括以下步骤 ： 将被测试的复合管道切割出一切口 ； 利用如权利要求1至10任一项所述的复合管道剪切强度测试装置， 测试剪切破坏前的 压力值 ； 以。
6、及 计算剪切强度。 12. 如权利要求 11 所述的复合管道剪切强度测试方法， 其特征在于其中所述的利用如 权利要求 1 至 10 任一项所述的复合管道剪切强度测试装置， 测试剪切破坏前的压力值 ； 包 括以下步骤 ： 将剪切双环板打开套在工作钢管外并合紧， 将剪切双环板抵接左侧复合层端面 ； 将固定铁环打开套在工作钢管外并合紧， 将固定铁环板面抵接右侧复合层端面 ； 将液压缸一端固定在固定铁环上， 自由端抵接在剪切双环板面 ； 以及 在动力源的驱动下， 保持每个液压缸的推力递增相同， 读取液压缸的压力表的压力值。 13. 如权利要求 12 所述的复合管道剪切强度测试方法， 其特征在于其中还包。
7、括 ： 在固 定铁环与右侧复合层端面之间设置锯齿铁板环， 用于测试外护管与聚氨酯泡沫层之间的剪 切强度。 权 利 要 求 书 CN 103674735 A 2 2/2 页 3 14. 如权利要求 11 所述的复合管道剪切强度测试方法， 其特征在于其中所述的复合 管道切除切口时使用水平尺， 保证切除的切口与测试的复合管道的轴向垂直 ； 使用精度为 0.01mm 的直尺测量切口的长度， 延环向测量次数不少于 3 次， 每次测量结果与设定的长度 的偏差在 0.1cm 内 ； 切口后的切口端面的泡沫层使用刮刀打磨， 以使切口平整。 15. 如权利要求 11 所述的复合管道剪切强度测试方法， 其特征在于。
8、， 在测试剪切破坏 前的压力值前还包括校验仪器 ： 打开压力传感器确定每个液压缸的压力传感器读数为零 ； 开机打开所有液压缸的传动开关， 传动开关的开启大小全部相同， 开启的大小为 60% ； 确定 所有开启的液压缸工作正常且在相同时间内液压缸所伸长的长度全部相同。 权 利 要 求 书 CN 103674735 A 3 1/5 页 4 复合管道剪切强度测试装置及测试方法 技术领域 0001 本发明涉及剪切强度测试装置， 特别是涉及一种复合管道剪切强度测试装置及测 试方法。 背景技术 0002 随着科学技术的不断发展， 区域内集中供热、 供冷成为目前主流的供热、 供冷形 式， 从而三位一体结构 。
9、（外护管、 保温层、 工作钢管） 的保温复合管道的出现大大降低了能量 在传输过程中的流失。 0003 现如今随着城镇化的发展不断扩大， 对于保温复合管道的需求也逐渐扩大， 应运 而生的保温复合管道质量检测设备也在不断的更新发展。 0004 然而， 就目前的保温复合管道剪切强度测试装置是一种立式的压力测试， 需要把 测试复合管道立式的放在压力测试机上， 因为复合管道的外径大小不一， 从而所需要的压 力测试机十分庞大， 价格高， 占地面积大且不能移动， 而测试复合管道本身因为立式放置测 试， 工作钢管本身自重就带来了测量本身的不准确性， 而实验样品的制备需要样品本身两 端据对的平行且端口与复合管道。
10、中轴线垂直， 对于实验样品的制备要求很高。对于特殊的 检测要求 ： 检测已经安装的保温复合管道或者长度达到 3m 以上的复合管道没有办法进行 检测。 发明内容 0005 有鉴于上述现有技术所存在的缺陷， 本发明的目的在于， 提供一种操作简单 , 占 地面积小 , 可以野外作业的复合管道剪切强度测试装置及测试方法。 0006 为了实现上述目的， 依据本发明提出的一种复合管道剪切强度测试装置， 其包括 ： 剪切双环板， 为开合式结构， 中心设置有多级台阶孔 ； 固定铁环， 为开合式环形板 ； 以及多 个液压缸， 环形设置于该固定铁环上， 所述多个液压缸的自由端朝向该剪切双环板 ； 所述液 压缸上设。
11、置有压力检测装置。 0007 本发明还可采用以下技术措施进一步实现。 0008 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其还包括锯齿铁板环， 抵接于该固定铁环的 固定该液压缸的相反面。 0009 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的剪切双环板包括两个半环板， 该 两个半环板的一接触端枢轴连接， 另一接触端用固定板连接。 0010 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的固定铁环包括两个半圆弧板， 该 两个半圆弧板用弧形固定铁片相互连接 ； 该固定铁环焊接有用于固定该液压缸的液压缸紧 固座。 0011 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的锯齿铁板环为台阶环， 每级环的 内径不同。 。
12、0012 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的锯齿铁板环， 包括一侧为开口的 说 明 书 CN 103674735 A 4 2/5 页 5 环形套及均匀焊接在环形套一侧的多个抵接块。 0013 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的多个液压缸为三至八个。 0014 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的多个液压缸为六个。 0015 前述的复合管道剪切强度测试装置， 其中所述的压力检测装置为压力表或压力传 感器。 0016 为了实现上述目的， 依据本发明还提出一种复合管道剪切强度测试方法， 其包括 以下步骤 ： 将被测试的复合管道切割出一切口 ； 利用前述的复合管道剪切强度测。
13、试装置， 测试剪切破坏前的压力值 ； 计算剪切强度。 0017 本发明还可采用以下技术措施进一步实现。 0018 前述的复合管道剪切强度测试方法， 其中所述的利用前述的复合管道剪切强度测 试装置， 测试剪切破坏前的压力值 ； 包括以下步骤 ： 将剪切双环板打开套在工作钢管外并 合紧， 将剪切双环板抵接左侧复合层端面 ； 将固定铁环打开套在工作钢管外并合紧， 将固定 铁环板面抵接右侧复合层端面 ； 将液压缸一端固定在固定铁环上， 自由端抵接在剪切双环 板面 ； 以及在动力源的驱动下， 保持每个液压缸的推力递增相同， 读取液压缸的压力表的压 力值。 0019 前述的复合管道剪切强度测试方法， 其中。
14、还包括 ： 在固定铁环与右侧复合层端面 之间设置锯齿铁板环， 用于测试外护管与聚氨酯泡沫层之间的剪切强度。 0020 前述的复合管道剪切强度测试方法， 其中所述的复合管道切除切口时使用水平 尺， 保证切除的切口与测试的复合管道的轴向垂直 ； 使用精度为 0.01mm 的直尺测量切口的 长度， 延环向测量次数不少于 3 次， 每次测量结果与设定的长度的偏差在 0.1cm 内 ； 切口后 的切口端面的泡沫层使用刮刀打磨， 以使切口平整。 0021 前述的复合管道剪切强度测试方法， 在测试剪切破坏前的压力值前还包括校验仪 器 ： 打开压力传感器确定每个液压缸的压力传感器读数为零 ； 开机打开所有液压。
15、缸的传动 开关， 传动开关的开启大小全部相同， 开启的大小为 60% ； 确定所有开启的液压缸工作正常 且在相同时间内液压缸所伸长的长度全部相同。 0022 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案 , 本发明 的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 至少具有下列优点 ： 0023 一 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 可以检测已经焊接好的任 意一处的复合管道抗剪切强度， 方便灵活。 0024 二 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 可以检测运行一段时间的 复合管道抗剪切强度， 而不用整体破换复合管道系统， 破坏的聚氨酯泡沫层可以用模具发 泡。
16、发满外层焊接热熔套袖或者安装热收缩套袖， 不影响复合管道的运行。 0025 三 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 操作简单， 不需要大型的 检测仪器， 占地面积小。 0026 四 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 只需要检测复合管道的相 应的卡具外径与内径的卡具， 无需再实验室操作。野外工程安装完全适用。 0027 五 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 可以独立测量聚氨酯泡沫 层与工作钢管之间的剪切强度， 也可以独立测量聚氨酯泡沫层与外护层之间的剪切强度， 同时也可以两个抗剪切强度同时测量。 说 明 书 CN 103674735 A 5 3/5 。
17、页 6 附图说明 0028 图 1 是本发明复合管道剪切强度测试装置较佳实施例的使用状态示意图。 0029 图 2 是本发明复合管道剪切强度测试装置较佳实施例的剪切双环板的立体示意 图。 0030 图 3 是本发明复合管道剪切强度测试装置较佳实施例的液压缸安装于固定铁环 的立体示意图。 0031 图 4 是本发明复合管道剪切强度测试装置较佳实施例的锯齿铁板环的立体示意 图。 具体实施方式 0032 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效 , 以下结 合附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的复合管道剪切强度测试装置及测试方法， 其具 体实施方式、 步骤、 结构、 特征及其功。
18、效详细说明。 0033 本案中所述复合管道 10 包括工作钢管 11 及包覆于工作钢管 11 外侧的至少一层 复合层 13、 15。复合层例如是保温层 13、 隔热层或外护管 15。 0034 本所述的复合管道 10 剪切强度是指复合管道 10 各层间轴向剪切强度。 0035 请参阅图1所示,是本发明复合管道剪切强度测试装置较佳实施例的使用状态示 意图。 本发明较佳实施例的剪切强度测试装置， 包括， 剪切双环板4， 固定铁环5以及多个液 压缸 7。多个液压缸 7 环形设置于固定铁环 5 上， 液压缸 7 的自由端朝向该剪切双环板 4。 0036 该剪切双环板 4 为开合式结构。该剪切双环板 4。
19、 包括两个半环板 41， 两个半环板 41 的一接触端枢轴 43 连接， 另一接触端用固定板 45 连接。该剪切双环板 4 中心设置有同 轴的多级台阶孔 47， 本实施例中是两级台阶孔， 小径孔对应于被测试复合管道 10 的工作钢 管 1 的外径， 次级孔对应于被测试复合管道 10 外护管 15 的外径。在其他实施例中， 该多级 台阶孔 47 可以是 3 级或 4 级台阶孔， 每级圆孔孔径对应于被测试复合管 10 的不同复合层 的外径。 0037 该固定铁环 5 为开合式结构， 包括两个半圆弧板 51， 两个半圆弧板 51 依靠弧形固 定铁片53用螺栓55紧固。 两个半圆弧板51连接紧固在一起。
20、， 组成一个内部有孔洞的铁环， 内部孔洞直径大于被检测复合管道 10 的工作钢管 11。该固定铁环 5 上平均焊接有六个液 压缸紧固座 57， 每个液压缸紧固座 57 成 “7” 字型， 内部中空用来紧固液压缸 7， 且用液压缸 紧固螺栓 59 来紧固放置在紧固座 57 中的液压缸 7。该固定铁环 5 的没有焊接紧固座 57 的 一面用于抵接在被检测复合管道 10 的一侧切口端面上。 0038 该液压缸 7 环形设置于该固定铁环 5 上， 至少一个液压缸 7 上设置有压力表或者 压力传感器。 本实施例中是每个液压缸上均设置有压力表。 本实例中设置有六个液压缸7， 在其他实施例中可以是三个、 四。
21、个、 五个或五个液压缸。 0039 本实施例的复合管道 10 剪切强度测试装置， 还可以包括锯齿铁板环 6， 该锯齿铁 板环 6 抵接于固定铁环 5 的固定液压缸 7 相反面。该锯齿铁板环 6 为台阶环， 每级环的内 径不同。 该锯齿铁板环6， 包括一侧为开口的环形套61及均匀焊接在环形套61一侧的多个 抵接块 63 ； 该环形套 61 可以套在外护管 15 外面， 依靠紧固螺栓 65 紧固 ； 该抵接块 63 可以 说 明 书 CN 103674735 A 6 4/5 页 7 搭接在被检测复合管道 10 切口的外护管 3 端面上且不搭接在保温层 2 端面。 0040 请参见图 1， 本发明的。
22、复合管道 10 剪切强度测试装置使用时， 先将被测试的复合 管道 10 切割出一切口， 将复合管道 10 的复合层除掉， 本实施例中是将聚氨酯泡沫层 13、 外 护层15除掉， 露出工作钢管11。 复合管道10切除切口时使用水平尺， 保证切除的切口与测 试的复合管道的轴向垂直。使用精度为 0.01mm 的直尺测量切口的长度， 延环向测量次数不 少于 3 次， 每次测量结果与设定的长度的偏差在 0.1cm 内。要求切除的切口长度为 28cm。 切口后的切口端面的 PUR 泡沫层使用刮刀打磨， 以使切口平整。 0041 然后， 将剪切双环板 4 打开套在工作钢管 11 外并合紧， 将剪切双环板 4。
23、 抵接左侧 复合层端面。 0042 之后， 将固定铁环 5 打开套在工作钢管 1 外并合紧， 将固定铁环 5 板面抵接右侧复 合层端面。 0043 之后， 六个液压缸 7 一端固定在固定铁环 5 上， 自由端抵接在剪切双环板 4 面。并 校验仪器 ： 打开压力传感器确定每个液压缸 7 的压力传感器读数为零。将液压泵的可读数 泄压压力表的指针拨回到 0 处。开机打开所有液压缸的传动开关， 传动开关的开启大小全 部相同， 开启的大小为60%。 确定每次开启液压泵所有开启的液压缸工作正常且在相同时间 30s 内液压缸所所伸长的长度全部相同均为 10cm。校验仪器重复 3 次。 0044 最后， 在动。
24、力源 （如， 液压泵， 图未示出） 的驱动下， 保持每个液压缸7的推力递增相 同， 读取聚氨酯泡沫层2与工作钢管1之间脱层时的压力表的压力值， 或者测试聚氨酯泡沫 层 2 与工作钢管 1 之间剪切强度是否符合预定强度。 0045 读取压力值后根据下式 1 计算剪切强度 ： 0046 =F/L*D 式 1 0047 式 1 中 ： 0048 轴向剪切强度， 单位为兆帕 （MPa） ； 0049 F轴向施加的力， 单位为牛 （N） ； 0050 L粘接面的长度， 单位为毫米 （mm） ； 0051 D所测剪切面的直径或外径， 单位为毫米 （mm） 0052 此外， 使用时， 还可以在上述使用例中，。
25、 在固定铁环 5 与右侧复合层端面之间设置 锯齿铁板环 6， 用于测试外护管 15 与聚氨酯泡沫层 13 之间的剪切强度。 0053 一 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置， 可以检测已经焊接好的任意一处的复 合管道抗剪切强度， 方便灵活。 0054 二 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置， 可以检测运行一段时间的复合管道抗 剪切强度， 而不用整体破换复合管道系统， 破坏的聚氨酯泡沫层可以用模具发泡发满外层 焊接热熔套袖或者安装热收缩套袖， 不影响复合管道的运行。 0055 三 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置， 操作简单， 不需要大型的检测仪器， 占 地面积小。 0056 四 . 本。
26、发明的复合管道剪切强度测试装置， 只需要检测复合管道的相应的卡具外 径与内径的卡具， 无需再实验室操作， 野外工程安装完全适用。 0057 五 . 本发明的复合管道剪切强度测试装置， 可以独立测量聚氨酯泡沫层与工作钢 管之间的剪切强度， 也可以独立测量聚氨酯泡沫层与外护层之间的剪切强度， 同时也可以 说 明 书 CN 103674735 A 7 5/5 页 8 两个抗剪切强度同时测量。 0058 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然并非用以限定本发明实施的范围， 依据 本发明的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰， 仍属于本发明技术方案的 范围内。 说 明 书 CN 103674735 A 8 1/4 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103674735 A 9 2/4 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103674735 A 10 3/4 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103674735 A 11 4/4 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 103674735 A 12 。