[发明专利]一种机械式复合管结合强度的估算方法

摘要

本发明公开了一种机械式复合管结合强度的估算方法，首先根据复合管工艺参数确定复合管成型过程中基管和衬管的最大变形量；根据基管和衬管的最大变形量加工外模具；采用盲板对待测管进行密封并装配测试系统；测试衬管和基管的回弹量；计算基/衬界面结合强度。本发明机械式复合管结合强度的估算方法，能够通过控制基管和衬管的变形量来制作不同结合强度的复合管，通过该方法可以根据客户对复合管结合强度的要求来选择基管和衬管的材质和复合工艺参数。

主权项

1.一种机械式复合管结合强度的估算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，首先根据复合管工艺参数确定复合管成型过程中基管和衬管的最大变形量；步骤2，根据基管和衬管的最大变形量加工外模具；步骤3，采用盲板对待测管进行密封并装配测试系统，其中，待测管的密封：首先确定注水嘴和排水嘴在盲板上的位置：注水嘴在管子盲板的中心位置，排水嘴在距盲板外沿15mm的位置；采用石笔在盲板中心位置和距盲板外沿15mm处标注两个Φ24的圆孔，然后根据标注的圆孔进行打孔，打孔后将注水嘴和排水嘴分别与盲板采用插焊方式进行焊接，焊接完采用射线探伤对焊缝进行检测，保证焊缝的焊接质量，最后再将焊好的盲板与管子进行管板焊接，焊接后对焊缝进行射线检测；测试系统的装配：首先将两端带盲板的待测管装配到外模具中，装配时保证0度孔在管子的正上方，90度孔在管子的水平方向；分别在0度孔的位置安装压力传感器，压力传感器的底座焊接在外模具上，压力传感器的探头与外模具的内腔平齐；在90度的孔中贴上环向应变片，将压力传感器、环向应变片分别与静态采集仪的1号和2号采集通道进行连接，连接后将1号和2号通道的信号采集类型分别设置为电压和应变，应变采集方式选择为半桥采集，设置完采集参数后对通道进行清零和平衡操作，完成了测试系统的调试；步骤4，测试衬管和基管的回弹量，具体过程如下：调试完测试系统后通过水泵往衬管内注水打压使得衬管开始变形，开始时升压速度控制在500με/min当采集的应变曲线接近预期的最大变形量时，升压速度降为50με/min，当压力传感器的压力从零变为正值时停止加载，记录该时刻的应变值，再进行泄压排水后测试该时刻的应变值，得到衬管实测最大变形量ε衬max和泄压排水后衬管的残余变形量ε衬卸，则衬管在预期最大变形量下的回弹量为ε衬回弹量＝ε衬max‑ε衬卸；同理得到基管在预期最大变形量下的回弹量为ε基回弹量＝ε基max‑ε基卸；步骤5，计算基/衬界面结合强度，具体如下：由于机械式复合管复合后界面状态为衬管外壁受径向残余接触压力，基管内壁受大小相等方向相反的径向残余接触压力，根据圆筒受外压作用的相关理论得衬管外壁应力为：基管内壁应力为：通过广义胡克定律得：衬管外壁环向应变基管内壁环向应变其中机械式复合管界面的径向残余接触压力；k为衬管的外内径之比；K为基管的外内径之比；E_i、E₀分别为衬管和基管的弹性模量；μ_i、μ₀分别为衬管和基管的泊松比；根据衬管外壁和基管内壁的变形协调条件则得到机械式复合管界面的径向残余接触压力：对于机械式复合管的结合强度是通过径向残余接触压力来衡量的，因此残余接触压力就是复合管界面的结合强度。