一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法，包括：对待试验管道表面进行处理，并采集材料特性；将待试验管道置于试验腔体中，通过移动部对待试验管道施加预设的拉力，使待试验管道处于预应力状态；初根据腐蚀疲劳试验参数，向试验腔体中通入初始状态下的腐蚀液，并调节初始状态下的环境数值达到初始预设范围；通过移动部以预设荷载对待试验管道进行加载，同时对试验腔体中的实验环境进行监测，并调节实验环境处于试验预设范围内，完成待试验管道的腐蚀疲劳试验。通过上述方案，针对性实现了复杂动态腐蚀环境下的疲劳性能测试、海底管道防腐蚀性能测试等的同步评价研究。试等的同步评价研究。试等的同步评价研究。

【技术实现步骤摘要】
一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法


[0001]本专利技术实施例涉及海洋领域和海底石油开采领域中的管道的检测
，具体涉及一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法。

技术介绍

[0002]现有的腐蚀疲劳试验通常有以下两种：1.先对试件预腐蚀，然后再对预腐蚀后的试件开展疲劳试验，以考察材料或构件的腐蚀疲劳性能；2.在固定环境下(压力，溶液浓度，PH)对试件开展疲劳试验。
[0003]然而，在土木工程、海洋工程、机械工程领域，结构、构件和材料往往同时承受腐蚀和疲劳作用，并且环境因素有随着时间的推移会有较大的变化。若仍采用以上两种方法，会存在以下问题：
[0004]1.缺乏对腐蚀疲劳耦合作用效果的研究。实际上，疲劳与腐蚀是一个相互作用，互相促进的过程，材料在溶液中发生电化学反应生成锈层，会加速侵蚀向材料纵深发展，锈层的脱落和蚀坑的形成会增大局部应力，继而对疲劳裂纹的产生起到促进作用，而裂纹的产生会加速腐蚀效应。
[0005]2.缺乏对实际环境的模拟。比起陆地，海洋中的温度和压力在一天的范围内都是有着很大的变化，而工程结构所经历的环境因素也是一个动态的，传统的腐蚀疲劳机只能在固定环境下进行试验，无法模拟环境参数动态调整的环境，若将以此得到的实验结果用于生产实际，将会给行业应用带来很大的误差和无法预料的安全隐患。
[0006]3.缺乏稳定的pH控制系统。海洋内的pH在相当长的一段时间内保持稳定，但是一般的腐蚀疲劳机因为容积有限，溶液含量有限，随着腐蚀的进行，溶液内的pH会有相当程度的变化，若是进行长期的腐蚀疲劳模拟，更会对溶液pH产生较大影响，因此会对试验结果产生较大的误差。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术实施例提供一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法，通过对待试验管道的材料特性进行采集，根据采集的材料特性预设腐蚀疲劳试验动态参数，针对性设置相应的初始实验环境，并在实验过程中对实验环境进行监测，同步调整实验环境，从而针对性实现复杂动态腐蚀环境下的疲劳性能测试、海底管道防腐蚀性能测试等的同步评价研究。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：
[0009]在本专利技术实施例的一个方面，提供了一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法，包括：
[0010]S100、待试验管道的预处理：对待试验管道表面进行处理，并采集待试验管道的材料特性；
[0011]S200、待试验管道的安装：将待试验管道置于试验腔体中，同时将待试验管道的一
端通过固定部固定设置，另一端连接于可朝向固定部靠近或远离的移动部上，通过移动部对待试验管道施加预设的拉力，使待试验管道处于预应力状态；
[0012]S300、初始实验环境的调节：根据腐蚀疲劳试验参数，向试验腔体中通入初始状态下的腐蚀液，并调节初始状态下的环境数值达到初始预设范围；
[0013]S400、试验状态：通过移动部以预设荷载对待试验管道进行加载，同时对试验腔体中的实验环境进行监测，并调节实验环境处于试验预设范围内，完成待试验管道的腐蚀疲劳试验。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，步骤S100中，待试验管道的表面处理方式为抛光打磨处理，且处理后的待试验管道的光洁度达到预设数值；
[0015]待试验管道的材料特性至少包括拉伸特性。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，步骤S200具体包括：
[0017]S201、将待试验管道吊装至固定部和移动部之间，并将其中一端固定安装于固定部上，另一端安装于移动部上；
[0018]S202、调整移动部的倾斜角度，使待试验管道的轴线平行于实验平面；
[0019]S203、将移动部朝向远离固定部的一侧移动，以使得移动部对待试验管道施加预设的拉力，使待试验管道处于预应力状态。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，所述环境数值至少包括试验腔体中的腐蚀液的pH值、温度值和压力值。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，所述预设载荷至少包括预设加载频率、预设加载幅值和预设加载波形。
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，步骤S400中，实验环境通过控制系统分别对pH值、温度值和压力值进行监测和调节，且监测和调节过程具体包括：
[0023]S401、pH值的监测和调节：位于试验腔体中的pH监测仪监测试验腔体中的pH值并反馈至控制系统，当pH值超出预设pH值时，控制系统控制连通试验腔体的pH缓冲液存储箱向试验腔体中供入pH缓冲液至pH值达到预设pH值；
[0024]S402、温度值的监测和调节：设置于试验腔体中的温度传感器监测试验腔体中的温度并反馈至控制系统，当温度值超出预设温度值时，控制系统控制设置于试验腔体中的加热器进行加热至温度值达到预设温度值；
[0025]S403、压力值的监控和调节：设置于试验腔体中的压力传感器监测试验腔体中的压力并反馈至控制系统，当压力值超出预设压力值时，控制系统控制连通试验腔体中的增压泵或泄压阀启动至压力值达到预设压力值。
[0026]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤S400中，在完成待试验管道的腐蚀疲劳试验后，还包括对试验状态的复位，具体包括：
[0027]S404、依次停止移动部的加载、温度值的监测和调节、pH值的监测和调节、压力值的监控和调节后，对试验腔体泄压至常压；
[0028]S405、排出试验腔体中的腐蚀液后，取出试验后的管道；
[0029]S406、采用纯水冲洗试验腔体后烘干。
[0030]作为本专利技术的一种优选方案，腐蚀液的通入为通过与试验腔体各自连通的浓溶液供给结构和稀释液供给结构配合提供，且浓溶液存储箱与稀释液存储箱还通过腐蚀液混合
箱连通试验腔体；
[0031]腐蚀液混合箱上还连通有加压泵；
[0032]浓溶液存储箱与腐蚀液混合箱之间、稀释液存储箱与腐蚀液混合箱之间、腐蚀液混合箱与试验腔体之间各自设置有流量阀，且多个流量阀各自通过控制系统控制。
[0033]作为本专利技术的一种优选方案，试验腔体的部分内壁上形成有容纳腔，腐蚀液混合箱与容纳腔连通，且容纳腔中朝向待试验管道的侧面上形成有多个喷孔。
[0034]本专利技术的实施方式具有如下优点：
[0035]本专利技术实施例通过对待试验管道的材料特性进行针对性采集后，将待试验管道安装于试验腔体中，并通过对待试验管道的其中一端施加一定的预设拉力，从而使其处于预应力状态下，针对性还原实际安装环境下的外力的模拟；进一步通过腐蚀液的配制和其他环境的控制，完成初始实验环境的设置，并在不断试验的过程中通过对实验环境的检测与调整，实现复杂动态腐蚀环境下的参数的不断变化，完成腐蚀疲劳的同步耦合，提高试验结果与实际结果的相关性，更加真实地反映待试验管道在腐蚀环境下的疲劳行为，为后续研究提供切实可靠的参考数据。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可动态调整环境参数的海底管道的腐蚀疲劳试验方法，其特征在于，包括：S100、待试验管道的预处理：对待试验管道表面进行处理，并采集待试验管道的材料特性；S200、待试验管道的安装：将待试验管道置于试验腔体中，同时将待试验管道的一端通过固定部固定设置，另一端连接于可朝向固定部靠近或远离的移动部上，通过移动部对待试验管道施加预设的拉力，使待试验管道处于预应力状态；S300、初始实验环境的调节：根据腐蚀疲劳试验参数，向试验腔体中通入初始状态下的腐蚀液，并调节初始状态下的环境数值达到初始预设范围；S400、试验状态：通过移动部以预设荷载对待试验管道进行加载，同时对试验腔体中的实验环境进行监测，并调节实验环境处于试验预设范围内，完成待试验管道的腐蚀疲劳试验。2.根据权利要求1所述的一种腐蚀疲劳试验方法，其特征在于，步骤S100中，待试验管道的表面处理方式为抛光打磨处理，且处理后的待试验管道的光洁度达到预设数值；待试验管道的材料特性至少包括拉伸特性。3.根据权利要求1或2所述的一种腐蚀疲劳试验方法，其特征在于，步骤S200具体包括：S201、将待试验管道吊装至固定部和移动部之间，并将其中一端固定安装于固定部上，另一端安装于移动部上；S202、调整移动部的倾斜角度，使待试验管道的轴线平行于实验平面；S203、将移动部朝向远离固定部的一侧移动，以使得移动部对待试验管道施加预设的拉力，使待试验管道处于预应力状态。4.根据权利要求1或2所述的一种腐蚀疲劳试验方法，其特征在于，所述环境数值至少包括试验腔体中的腐蚀液的pH值、温度值和压力值。5.根据权利要求1或2所述的一种腐蚀疲劳试验方法，其特征在于，所述预设载荷至少包括预设加载频率、预设加载幅值和预设加载波形。6.根据权利要求4所述的一种腐蚀疲劳试验方法，其特征在于，步骤S400中，实验环境通过控制系统分别对p...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建星，李昊达，余杨，刘欣，徐盛博，崔宇朋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：