本實(shí)用新型涉及一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)海洋油氣資源儲(chǔ)量豐富，而且近年來(lái)海洋資源的開(kāi)發(fā)不斷從淺海走向深海。其中全海式開(kāi)發(fā)模式由于其自身優(yōu)勢(shì)廣泛的應(yīng)用于深遠(yuǎn)海油氣資源開(kāi)發(fā)中。漂浮管作為短距離傳輸裝備連接于船體和平臺(tái)或者連接船體與船體之間，特別地，其為浮式儲(chǔ)油輪(FPSO)上原油外輸?shù)奈ㄒ煌ǖ?，這使漂浮管成為開(kāi)采過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵裝備之一?，F(xiàn)階段的常用漂浮管道產(chǎn)品具有多層、螺旋纏繞、硫化粘結(jié)、金屬與非金屬?gòu)?fù)合等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)漂浮管道時(shí)，為了抵抗管道自重，內(nèi)部介質(zhì)壓力和海洋風(fēng)浪流所帶來(lái)的環(huán)境荷載，應(yīng)使其滿足海洋條件下的浮性與柔順性，同時(shí)能承受內(nèi)部流體內(nèi)壓。漂浮管道在安裝或者在位工況下，通常會(huì)受到非常大的拉伸荷載。特別地，漂浮管道的鋪設(shè)過(guò)程中多段管道往往借助接頭法蘭相互連接，所以對(duì)接頭法蘭的抗拉性能要求較高，從而保證安裝順利進(jìn)行。一般在接頭法蘭上均有安裝吊耳，而吊耳一般焊接在接頭法蘭上，如果強(qiáng)度不夠，很容易發(fā)生強(qiáng)度失效而引發(fā)安裝事故。特別是大口徑的管道，考慮安全系數(shù)的情況下，有時(shí)對(duì)吊耳的抗拉力要求高達(dá)100噸N，但是吊耳焊接點(diǎn)強(qiáng)度根據(jù)實(shí)際加工工藝情況不同，很難數(shù)值準(zhǔn)確模擬，需要通過(guò)試驗(yàn)方法來(lái)對(duì)漂浮管接頭法蘭吊耳進(jìn)行拉伸強(qiáng)度模擬測(cè)試，從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)來(lái)確定其連接性能。傳統(tǒng)的拉伸試驗(yàn)裝置，對(duì)固定的地基要求非常高，同時(shí)應(yīng)用大量程作動(dòng)器提供動(dòng)力源，在做高強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果試樣件因強(qiáng)度不夠而發(fā)生瞬間斷裂，會(huì)對(duì)作動(dòng)器造成損傷。因而，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)造價(jià)非常昂貴，且對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的地基要求也極高；基于以上兩個(gè)問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)一套結(jié)構(gòu)性能高并且經(jīng)濟(jì)適用的吊耳強(qiáng)度測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括框架基座，液壓千斤頂，力傳感器和豎直設(shè)置的連接件支架；

所述框架基座呈梯形體狀，包括水平頂板和水平底板，所述框架基座的斜面具有開(kāi)口，所述開(kāi)口對(duì)應(yīng)的所述水平底板上放置有所述液壓千斤頂，即所述液壓千斤頂只是放置在所述水平底板上，不與所述水平底板固定連接，故所述一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置為自適應(yīng)裝置，故在所述力傳感器與所述液壓千斤頂之間只有軸向壓力，沒(méi)有額外的彎矩，同時(shí)保證了所述液壓千斤頂可從所述開(kāi)口伸出；

所述連接件支架呈板狀，其上設(shè)有連接孔，所述連接孔的上端孔壁設(shè)有兩個(gè)互相平行的連接吊耳，所述連接孔的下端位于所述水平頂板上表面所在平面以下，所述連接件支架的下端設(shè)有與所述液壓千斤頂輸出端連接的支架法蘭；

所述液壓千斤頂?shù)妮S線所在直線垂直于兩個(gè)所述連接吊耳的鉸接孔中心的連線，且經(jīng)過(guò)所述連線的中點(diǎn)，所述液壓千斤頂?shù)妮S線所在直線與所述連線位于同一平面內(nèi)，所述平面垂直于所述連接件支架厚度方向并將所述連接件支架均分，上述設(shè)置保證了所述液壓千斤頂施加的力沿直線傳遞至接頭法蘭的吊耳的軸線的中點(diǎn)上；

所述水平頂板上設(shè)有多個(gè)連接接頭法蘭的法蘭面的螺栓孔，所述螺栓孔沿一優(yōu)弧排列，所述優(yōu)弧的優(yōu)弧開(kāi)口位于所述水平頂板的邊緣且指向所述連接件支架，上述設(shè)置保證了接頭法蘭的法蘭面的大部分與所述水平頂板連接，小部分懸空；

所述支架法蘭與所述液壓千斤頂輸出端之間設(shè)有所述力傳感器。

所述水平頂板與所述水平底板之間設(shè)有肋板Ⅰ。

所述支架法蘭與所述連接件支架之間設(shè)有肋板Ⅱ。

所述連接孔為矩形孔。

所述一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置與接頭法蘭通過(guò)以下方式連接：調(diào)整接頭法蘭的法蘭面的位置，使得接頭法蘭的吊耳位于兩個(gè)所述連接吊耳之間，保證接頭法蘭的吊耳的軸線的中點(diǎn)與所述連線的中點(diǎn)重合，并通過(guò)銷(xiāo)軸連接，接頭法蘭的法蘭面大部分通過(guò)螺栓與所述水平頂板上的所述螺栓孔把合，小部分的接頭法蘭的法蘭面懸空。

由于所述連接孔的下端位于所述水平頂板上表面所在平面以下，保證了在加載過(guò)程中所述連接孔的下端與小部分的接頭法蘭的法蘭面非接觸。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)大噸位漂浮管接頭法蘭的吊耳抗拉強(qiáng)度測(cè)試，且適用于各種尺寸的漂浮管接頭的吊耳測(cè)試，可以根據(jù)接頭口徑的大小進(jìn)行相應(yīng)尺寸變化，提高了拉伸測(cè)試的靈活性；

2)本實(shí)用新型是一種自適應(yīng)加載裝置，所有受力都是在實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置內(nèi)部零件間的傳遞，把對(duì)地面的剪切力轉(zhuǎn)化為裝置本身金屬框架的載荷，克服了傳統(tǒng)的超高強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)中，地基固定剪切強(qiáng)度不夠的問(wèn)題，有效降低對(duì)地基的要求；

3)本實(shí)用新型解決了超高強(qiáng)度拉伸的端部固定問(wèn)題，把拉力轉(zhuǎn)化為推力，進(jìn)而應(yīng)用液壓千斤頂作為動(dòng)力系統(tǒng)源，代替了大噸位作動(dòng)器，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中接頭法蘭的吊耳承受極限載荷突然斷裂對(duì)加載作動(dòng)器的損害，有效地降低了試驗(yàn)成本；

4)本實(shí)用新型對(duì)結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的計(jì)算校核和優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證整體剛度和強(qiáng)度的前提下有效地減少整體結(jié)構(gòu)重量，較經(jīng)濟(jì)；

5)本實(shí)用新型在加載過(guò)程中，固定接頭法蘭的吊耳的連接件可以根據(jù)預(yù)加最大拉力荷載進(jìn)行尺寸調(diào)整，可以適用于不同加載力情況。

基于上述理由本實(shí)用新型可在海洋工程漂浮管道實(shí)驗(yàn)測(cè)試等領(lǐng)域廣泛推廣。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置與接頭法蘭的裝配空間結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置與接頭法蘭的裝配示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中框架基座的空間結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖3所示，一種海洋工程漂浮管道接頭吊耳高強(qiáng)度軸向拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括框架基座1，液壓千斤頂2，力傳感器和豎直設(shè)置的連接件支架3；

所述框架基座1呈梯形體狀，包括水平頂板11和水平底板12，所述框架基座1的斜面具有開(kāi)口13，所述開(kāi)口13對(duì)應(yīng)的所述水平底板12上放置有所述液壓千斤頂2；

所述連接件支架3呈板狀，其上設(shè)有連接孔31，所述連接孔31的上端孔壁設(shè)有兩個(gè)互相平行的連接吊耳32，所述連接孔31的下端位于所述水平頂板11上表面所在平面以下，所述連接件支架3的下端設(shè)有與所述液壓千斤頂2輸出端連接的支架法蘭33；

所述液壓千斤頂2的軸線所在直線垂直于兩個(gè)所述連接吊耳32的鉸接孔中心的連線，且經(jīng)過(guò)所述連線的中點(diǎn)，所述液壓千斤頂2的軸線所在直線與所述連線位于同一平面34內(nèi)，所述平面垂直于所述連接件支架厚度方向并將所述連接件支架均分；

所述水平頂板11上設(shè)有多個(gè)連接接頭法蘭4的法蘭面41的螺栓孔14，所述螺栓孔14沿一優(yōu)弧排列，所述優(yōu)弧的優(yōu)弧開(kāi)口位于所述水平頂板11的邊緣且指向所述連接件支架3；

所述支架法蘭33與所述液壓千斤頂2輸出端之間設(shè)有所述力傳感器。

所述水平頂板11與所述水平底板12之間設(shè)有肋板Ⅰ15。

所述支架法蘭33與所述連接件支架3之間設(shè)有肋板Ⅱ35。

所述連接孔31為矩形孔。

所述框架基座1通過(guò)螺栓固定連接在地基上；

調(diào)整接頭法蘭4的法蘭面41的位置，使得接頭法蘭4的吊耳42位于兩個(gè)所述連接吊耳32之間，保證接頭法蘭4的吊耳42的軸線的中點(diǎn)與所述連線的中點(diǎn)重合，并通過(guò)銷(xiāo)軸5連接，接頭法蘭4的法蘭面41大部分通過(guò)螺栓與所述水平頂板11上的所述螺栓孔14把合，小部分的接頭法蘭4的法蘭面41懸空；

所述支架法蘭33下方固定所述力傳感器后連接所述液壓千斤頂2，保證所述液壓千斤頂2施加的力沿直線傳遞至接頭法蘭4的吊耳42的軸線的中點(diǎn)上，保證所述液壓千斤頂2可以穩(wěn)定加載；

將所述力傳感器另一端與采集系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)荷載數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；

緩慢調(diào)節(jié)所述液壓千斤頂2的高度，并且實(shí)時(shí)檢測(cè)所述力傳感器的示數(shù)，分析采集的力隨時(shí)間變化的曲線，使其示數(shù)稍微大于所述連接件支架3的重量，從而保證接頭法蘭4的吊耳42在加載力之前呈現(xiàn)輕微受力狀態(tài)，同時(shí)保證裝置良好固定。至此完成對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行初步的調(diào)試，待達(dá)到測(cè)試要求后，可進(jìn)行測(cè)試；

進(jìn)行測(cè)試并對(duì)接頭法蘭4的吊耳42的承載力進(jìn)行分析，給出合理的測(cè)試結(jié)果并最終形成完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。