PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置及方法，涉及水工结构耐久性试验技术领域，本发明专利技术提供的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置包括容器、导体和电源，其中：容器用于容纳腐蚀溶液，且容器上具有开孔，开孔用于实现腐蚀溶液与PCCP管上预应力钢丝的接触；导体沉浸于腐蚀溶液内；电源的正极与导体连接，电源的负极与PCCP管上的预应力钢丝连接，或者电源的正极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，所述电源的负极与所述导体连接。本发明专利技术提供的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置使用时预应力钢丝断裂过程快，且实验过程中不存在人工引入的噪音信号，能够正确的反映断丝时刻的管壁结构声发射特征。

Accelerated Simulated Experimental Device and Method for Corrosion and Fracture Process of PCCP Pipe

The invention provides an accelerated simulation experimental device and method for the corrosion and fracture process of PCCP tubes, which relates to the technical field of durability test of hydraulic structures. The accelerated simulation experimental device for the corrosion and fracture process of PCCP tubes provided by the invention includes a container, a conductor and a power supply. The container is used for containing corrosion solution, and the container has an opening, and the opening is used for realizing corrosion solution and PCCP tubes. The contact of the upper prestressing steel wire; the conductor is immersed in the corrosive solution; the positive pole of the power supply is connected with the conductor, the negative pole of the power supply is connected with the prestressing steel wire on the PCCP tube, or the positive pole of the power supply is connected with the prestressing steel wire on the PCCP tube, and the negative pole of the power supply is connected with the conductor. The accelerated simulation experimental device for PCCP pipe corrosion and fracture process provided by the invention has fast fracture process of prestressing steel wire when used, and no artificial noise signal is introduced in the experimental process, which can correctly reflect the acoustic emission characteristics of the pipe wall structure at the time of wire breakage.

【技术实现步骤摘要】
PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置及方法
本专利技术涉及水工结构耐久性试验
，尤其是涉及一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置及方法。
技术介绍
PCCP管全称预应力钢筒混凝土管，主要用于长距离压力输水工程。管道内径1.0－4.0m。管壁结构包括管芯混凝土、钢筒、预应力钢丝和砂浆保护层。其中钢筒主要起防渗作用，管芯混凝土起到支撑管壁刚度的作用，预应力钢丝和管芯混凝土是主要受力结构，砂浆保护层用于保护预应力钢丝不受腐蚀。PCCP管长期运行状态下受到地下水的腐蚀作用，管壁中的预应力钢丝会发生断裂，从而引发管芯混凝土开裂，进而诱发爆管事故，威胁供水安全和公共安全。目前，为了研究适用于PCCP断丝监测的方法，常需要在模型实验条件下，模拟PCCP的断丝过程，通过光纤传感器监测断丝引起的振动信号。由于PCCP管断丝的实际过程非常缓慢，常规的加速模拟断丝方法包括：1、人工应用机械设备切断钢丝；2、在管壁上开孔，并连接支管，通过控制支管上的阀门来模拟断丝及泄漏的影响；3、通过敲击管壁，模拟断丝形成的声发射信号。但上述技术方案存在以下问题：上述模拟断丝的前两种方法由于引入了人工操作引起的噪音信号，因而难以准确表达PCCP管的自然断丝信号，后一种方法则不能正确反映断丝时刻的管壁结构特征，给PCCP断丝监测的模型试验带来了巨大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置及方法，使用时预应力钢丝断裂过程快，且实验过程中不存在人工引入的噪音信号，能够正确的反应断丝时刻的管壁结构特征。另外提供一种使用上述PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法。第一方面，本专利技术提供一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，包括容器、导体和电源，其中：所述容器用于容纳腐蚀溶液，且所述容器上具有开孔，所述开孔用于实现所述腐蚀溶液与PCCP管上预应力钢丝的接触；所述导体沉浸于所述腐蚀溶液内；所述电源的正极与所述导体连接，所述电源的负极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，或者所述电源的正极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，所述电源的负极与所述导体连接。进一步地，所述容器内设有用于支撑所述导体的支撑件。进一步地，还包括用于向所述腐蚀溶液内补入含氧气体的补气装置。进一步地，所述补气装置包括泵体和输气管，所述输气管的一端与所述泵体连接，所述输气管的另一端伸入所述容器。进一步地，还包括用于堵住所述PCCP管两端的堵头组件，所述堵头组件与所述PCCP管之间形成用于容纳水的空间。第二方面，本专利技术还提供一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法，采用了上述方案所述的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，包括：剥除PCCP管部分砂浆保护层，暴露出预应力钢丝；将所述电源的正极与所述导体连接，所述电源的负极与所述预应力钢丝连接，或者将所述电源的正极与所述预应力钢丝连接，所述电源的负极与所述导体连接；将所述预应力钢丝浸入腐蚀溶液。进一步地，当所述电源的正极与所述导体连接，所述电源的负极与所述预应力钢丝连接，并将所述预应力钢丝浸入腐蚀溶液时，还包括：向所述腐蚀溶液内补入含氢气体。进一步地，当所述电源的正极与所述预应力钢丝连接，所述电源的负极与所述导体连接时，还包括：向所述腐蚀溶液内补入含氧气体。进一步地，还包括：向所述PCCP管内充水；堵住所述PCCP管的两端。进一步地，向所述PCCP管周边覆盖土体。本专利技术提供的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置及方法能产生如下有益效果：上述PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置中电源的正、负极分别与导体和PCCP管上的预应力钢丝一一连接。即在使用上述PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置时，可以将电源的正、负极分别与导体和PCCP管上的预应力钢丝连接，并通过容器上的开孔将预应力钢丝浸入腐蚀溶液中，以模拟预应力钢丝氢脆型的加速腐蚀断裂过程；也可以将电源的正、负极分别与PCCP管上的预应力钢丝和导体连接，并通过容器上的开孔将预应力钢丝浸入腐蚀溶液中，以模拟预应力钢丝阳极溶解型的加速腐蚀断裂过程。相对于现有技术来说，本专利技术第一方面提供的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置容器中的腐蚀溶液能够加快预应力钢丝的腐蚀，同时电源能够与PCCP管上的预应力钢丝和导体连接，进一步加快了预应力钢丝的断裂过程，且实验过程中不存在人工引入的噪音信号，能够正确的反映断丝时刻的管壁结构声发射特征，有利于PCCP断丝监测模型试验的顺利进行。相对于现有技术来说，本专利技术第二方面提供的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法操作简单，成本低，检测过程中不存在人工引入的噪音信号，能够正确的反映断丝时刻的管壁结构声发射特征，实验结果更加的真实。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例二提供的一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例三提供的一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例四提供的一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例五提供的一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法的流程示意图；图7为本专利技术实施例六提供的一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验方法的流程示意图。图标：1－容器；11－腐蚀溶液；2－导体；3－电源；4－PCCP管；41－预应力钢丝；5－支撑件；6－补气装置；61－泵体；62－输气管；7－堵头组件。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，其特征在于，包括容器、导体和电源，其中：所述容器用于容纳腐蚀溶液，且所述容器上具有开孔，所述开孔用于实现所述腐蚀溶液与PCCP管上预应力钢丝的接触；所述导体沉浸于所述腐蚀溶液内；所述电源的正极与所述导体连接，所述电源的负极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，或者所述电源的正极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，所述电源的负极与所述导体连接。

【技术特征摘要】
1.一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，其特征在于，包括容器、导体和电源，其中：所述容器用于容纳腐蚀溶液，且所述容器上具有开孔，所述开孔用于实现所述腐蚀溶液与PCCP管上预应力钢丝的接触；所述导体沉浸于所述腐蚀溶液内；所述电源的正极与所述导体连接，所述电源的负极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，或者所述电源的正极与所述PCCP管上的预应力钢丝连接，所述电源的负极与所述导体连接。2.根据权利要求1所述的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，其特征在于，所述容器内设有用于支撑所述导体的支撑件。3.根据权利要求1所述的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，其特征在于，还包括用于向所述腐蚀溶液内补入含氧气体的补气装置。4.根据权利要求3所述的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，其特征在于，所述补气装置包括泵体和输气管，所述输气管的一端与所述泵体连接，所述输气管的另一端伸入所述容器。5.根据权利要求1所述的PCCP管腐蚀断裂过程的加速模拟实验装置，其特征在于，还包括用于堵住所述PCCP管两端的堵头组件，所述堵头组件与所述PCCP管之间形成用于容纳水的空间。6.一种PCCP管腐蚀断裂过程的加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：商峰，张国新，杨波，刘毅，黄涛，聂鼎，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11