一種高分子保溫材料高溫靜水壓試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高溫高壓試驗裝置，具體地說，涉及一種用于測試長期服役于水下的高分子材料性能的高溫靜水壓試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著深海油氣資源開發(fā)的持續(xù)深入，我國對深水濕式保溫材料的需求量正不斷增加。與傳統(tǒng)的夾層保溫結(jié)構(gòu)不同，濕式保溫材料與海水直接接觸，直接承受深海中巨大的靜水壓力，容易產(chǎn)生蠕變變形和材料吸水后性能衰減等問題，從而導(dǎo)致材料保溫效果的下降。因此濕式保溫材料在正式使用前必須對材料的物理性能及其長期服役的整體性能進(jìn)行相關(guān)的模擬測試，而蠕變特性便是一項重要的監(jiān)測內(nèi)容。我國的深水油氣田的開發(fā)才剛剛起步，對于深水環(huán)境下應(yīng)用的保溫材料的性能監(jiān)測及配套裝置的研究甚少。目前存在的蠕變試驗裝置多是針對金屬或硬質(zhì)高分子材料，試驗機(jī)也是采用固體壓頭進(jìn)行加載，被測材料的變形一般為一維方向，且試驗處于空氣環(huán)境中，無法模擬壓力全束縛、高溫和浸水環(huán)境等綜合因素作用下的試驗效果，更無法真實模擬深海實際環(huán)境，所以不能全面反映出水下服役的保溫材料的蠕變特性。因此隨著深水油氣田開發(fā)的逐步推進(jìn)，越來越多的深水長期服役的保溫材料的篩選和應(yīng)用需求越來越大，相應(yīng)材料的模擬測試試驗和設(shè)備成為了行業(yè)內(nèi)的迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種高分子保溫材料高溫靜水壓試驗裝置，該裝置能夠模擬濕式高分子保溫材料在深?；虺詈－h(huán)境下高靜水壓、高溫?zé)醾鲗?dǎo)服役環(huán)境條件，進(jìn)而完成材料長時間在深水條件下的全水壓抗蠕變等性能模擬試驗任務(wù)。
[0004]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種高分子保溫材料高溫靜水壓試驗裝置，包括記錄控制系統(tǒng)、底座和與其固接的承力框架，在所述承力框架和所述底座之間從上至下依次設(shè)有同軸設(shè)置的高溫密封塞、試驗腔和雙作用液壓缸，所述高溫密封塞固定在所述承力框架上，所述高溫密封塞塞裝在所述試驗腔內(nèi)，所述試驗腔固定在所述雙作用液壓缸的輸出端上，在所述試驗腔上連接有注水管，在所述注水管上設(shè)有閥門，在所述試驗腔的外面包裹有導(dǎo)熱油加熱回路夾層和保溫層，在所述高溫密封塞上設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器，在所述雙作用液壓缸的輸出端上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器、所述溫度傳感器和所述壓力傳感器均與所述記錄控制系統(tǒng)連接。
[0005]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0006]— )通過將試件自由落放在試驗腔內(nèi)的水中，并對試驗腔內(nèi)的水進(jìn)行加溫和加壓，在實驗室內(nèi)對深海環(huán)境進(jìn)行較為真實的模擬，得到高溫高靜水壓下材料的蠕變性能等數(shù)據(jù)，檢測并驗證該材料在深海環(huán)境下的使用性能變化，以便對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價。
[0007]二)在整個試驗過程中，試件始終處于自由變形狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)對被測試材料的三維結(jié)構(gòu)的整體壓力施加，優(yōu)于傳統(tǒng)蠕變測試試驗的一維測試形式，排除了測試試件垂直于受力方向的變形或松弛對試驗結(jié)果的影響，可更加真實地反應(yīng)深水保溫材料服役時的受力環(huán)境。
[0008]三)利用水的不可壓縮性，將試件復(fù)雜的形狀變化轉(zhuǎn)換為試驗腔的位移變化，通過位移傳感器可以精確測得相應(yīng)的試件形變量。
[0009]四)能夠?qū)崿F(xiàn)溫度和壓力的實時監(jiān)測與控制，保證測試精度。
[0010]五)該裝置不僅能夠測試材料的抗蠕變特性，而且可以測量材料在模擬深水環(huán)境中長期服役后的吸水率參數(shù)，為深水保溫材料在深海下的適用提供更加詳細(xì)的參考數(shù)據(jù)。
[0011]綜上所述，本實用新型能夠真實模擬高分子保溫材料長時間處于深海條件下的使用情況，進(jìn)而完成材料長時間在深水條件下的全水壓抗蠕變等性能模擬試驗任務(wù)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1.1、雙作用液壓缸；1.2、高溫密封塞；2.1、導(dǎo)熱油加熱回路夾層；2.2、保溫層；3.1、溫度傳感器；3.2、壓力傳感器；3.3、位移傳感器；4、試驗腔；5、底座；6、承力框架；
7、試件。
【具體實施方式】
[0014]為能進(jìn)一步了解本實用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0015]請參閱圖1，一種高分子保溫材料高溫靜水壓試驗裝置，包括記錄控制系統(tǒng)、底座5和與其固接的承力框架6，在所述承力框架6和所述底座5之間從上至下依次設(shè)有同軸設(shè)置的高溫密封塞1.2、試驗腔4和雙作用液壓缸1.1，所述高溫密封塞1.2固定在所述承力框架6上，所述高溫密封塞1.2塞裝在所述試驗腔4內(nèi)，所述試驗腔4固定在所述雙作用液壓缸1.1的輸出端上，在所述試驗腔4上連接有注水管，在所述注水管上設(shè)有閥門；在所述試驗腔4的外面包裹有導(dǎo)熱油加熱回路夾層2.1和保溫層2.2，在所述高溫密封塞1.2上設(shè)有溫度傳感器3.1和壓力傳感器3.2，在所述雙作用液壓缸1.1的輸出端上設(shè)有位移傳感器3.3，所述位移傳感器3.3、所述溫度傳感器3.1和所述壓力傳感器3.2均與所述記錄控制系統(tǒng)連接。
[0016]上述雙作用液壓缸1.1和高溫密封塞1.2構(gòu)成加壓系統(tǒng)，導(dǎo)熱油加熱回路夾層2.1和保溫層2.2構(gòu)成加熱保溫系統(tǒng)，溫度傳感器3.1、壓力傳感器3.2、位移傳感器3.3和記錄控制系統(tǒng)構(gòu)成監(jiān)測控制系統(tǒng)，用于對試驗腔4內(nèi)的溫度、壓力進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，并實時記錄試驗腔4的位移量隨時間的變化，以此反映試件7的形變量。
[0017]上述試驗腔是采用耐高溫高壓及耐海水腐蝕的合金材料制成，用于盛裝試件7和海水介質(zhì)，由雙作用液壓缸1.1驅(qū)動其上升和下降，上部開口內(nèi)設(shè)有與其滑動密封連接的高溫密封塞1.2。上述高溫密封塞所采用的材料需要能夠長期承受150°C的高溫。
[0018]采用本本實用新型對高分子保溫材料進(jìn)行高溫靜水壓蠕變試驗的方法:
[0019]一 )控制雙作用液壓缸1.1回落至最低位，帶動試驗腔4下降至高溫密封塞1.2的下方，使試驗腔4的上部開口露出，將試件7從試驗腔4的上部開口放入試驗腔4內(nèi)，然后通過注水管充入試驗介質(zhì)，試驗介質(zhì)一般采用海水。
[0020]二)控制液壓缸1.1上升，帶動試驗腔4上升，使之與高溫密封塞1.2接觸，直至腔內(nèi)多余的空氣和少量海水經(jīng)由注水管排出時關(guān)閉閥門，以保證腔內(nèi)無氣體殘留?？刂埔簤焊?.1停止上升。
[0021]三)啟動導(dǎo)熱油加熱回路，將試驗腔4加熱至設(shè)定溫度，并穩(wěn)定在試驗溫度范圍內(nèi)。
[0022]四)控制液壓缸1.1上升，繼續(xù)推動試驗腔4上移，直到試驗腔4內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定壓力，且穩(wěn)定在試驗壓力范圍內(nèi)。
[0023]五)在試驗腔4內(nèi)的溫度和壓力均穩(wěn)定在試驗范圍內(nèi)的情況下，啟動記錄控制系統(tǒng)，開始記錄試驗數(shù)據(jù)。包括試驗腔內(nèi)的溫度和壓力以及位移量。
[0024]在整個試驗周期中，需要保持試驗腔內(nèi)的溫度和壓力穩(wěn)定在試驗要求的范圍內(nèi)，通過位移傳感器3.3實時監(jiān)測試驗腔的位移量并記錄，該位移量反映的即為試件7在模擬環(huán)境中的形變量。
[0025]六)待上述蠕變試驗結(jié)束后，控制雙作用液壓缸1.1下降，帶動試驗腔4下降，腔內(nèi)介質(zhì)壓力隨之降低，完成卸壓。如果對材料有吸水率要求，可以取出試驗腔內(nèi)的試件7測量其吸水率。
[0026]綜上所述，本實用新型能夠真實的模擬深海環(huán)境，不但可以驗證并監(jiān)測和檢測材料在高溫高靜水壓下的蠕變特性，而且可以測量材料在模擬深水環(huán)境中的吸水率，為材料在深海環(huán)境中的使用提供數(shù)據(jù)參考。
[0027]盡管上面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高分子保溫材料高溫靜水壓試驗裝置，其特征在于，包括記錄控制系統(tǒng)、底座和與其固接的承力框架，在所述承力框架和所述底座之間從上至下依次設(shè)有同軸設(shè)置的高溫密封塞、試驗腔和雙作用液壓缸，所述高溫密封塞固定在所述承力框架上，所述高溫密封塞塞裝在所述試驗腔內(nèi)，所述試驗腔固定在所述雙作用液壓缸的輸出端上，在所述試驗腔上連接有注水管，在所述注水管上設(shè)有閥門，在所述試驗腔的外面包裹有導(dǎo)熱油加熱回路夾層和保溫層，在所述高溫密封塞上設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器，在所述雙作用液壓缸的輸出端上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器、所述溫度傳感器和所述壓力傳感器均與所述記錄控制系統(tǒng)連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高分子保溫材料高溫靜水壓試驗裝置，包括記錄控制系統(tǒng)、底座和與其固接的承力框架，在承力框架和底座之間從上至下依次設(shè)有同軸設(shè)置的高溫密封塞、試驗腔和雙作用液壓缸，高溫密封塞固定在承力框架上，高溫密封塞塞裝在試驗腔內(nèi)，試驗腔固定在雙作用液壓缸的輸出端上，在試驗腔上連接有注水管，在注水管上設(shè)有閥門，在試驗腔的外面包裹有導(dǎo)熱油加熱回路夾層和保溫層，在高溫密封塞上設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器，在雙作用液壓缸的輸出端上設(shè)有位移傳感器。本實用新型能夠真實模擬高分子保溫材料長時間處于深海條件下的使用情況，進(jìn)而完成材料長時間在深水條件下的全水壓抗蠕變等性能模擬試驗任務(wù)。
【IPC分類】G01N3/18
【公開號】CN204789172
【申請?zhí)枴緾N201520326087
【發(fā)明人】賈振, 趙利, 相政樂, 呂喜軍, 孫建鑫, 楊彪, 彭傳偉, 高相杰, 劉海超, 趙文亮, 陸娟, 王銘浩, 武占文, 鄭海娜
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月19日