一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台制造技术

本发明专利技术公开一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，涉及管道试验技术领域，包括安全保护壳和全尺寸管道服役环境模拟装置，全尺寸管道服役环境模拟装置包括管道

【技术实现步骤摘要】
一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台


[0001]本专利技术涉及管道试验
，特别是涉及一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台
。

技术介绍

[0002]氢能是我国实行“双碳”产业战略发展的重要方向，高压纯氢
/
掺氢长距离管道输送及其应用是解决氢能大规模高效输送难题的关键
。
欧美日韩等发达国家获得了不同类型的管线钢
、
焊缝和非金属管材在不同压力等级纯氢
/
掺氢环境下的氢脆和氢损伤数据，取得了系列成果
。
[0003]尽管国内外学者公认氢脆是跨多尺度的力学现象，且微观机制存在较多争议，但却缺乏有效的试验手段来解决上述问题；其次，相对于中低压而言，关于高压纯氢
/
掺氢对管材及焊缝性能与损伤影响规律的研究比较匮乏，已有的成果不能满足高压纯氢
/
掺氢对管材及焊缝安全性评估的需要；第三，急需建立相关的材料和工艺选用标准和规范
。
因此，亟需针对管材和焊缝的氢脆和氢损伤搭建新的试验平台，揭示其本征机制，支撑抗氢新材料，新工艺的研发，创建能满足产业需要的标准和规范
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，以解决上述现有技术存在的问题，适用于不同压力不同口径不同温度不同应力环境下管道在氢气服役环境全尺寸管道性能测试，可系统研究并揭示管材及其焊缝的氢损伤机理，阐明服役环境对不同管材和焊缝性能的影响规律，明晰管材及焊缝的安全服役条件
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，包括安全保护壳和全尺寸管道服役环境模拟装置，所述全尺寸管道服役环境模拟装置设置于所述安全保护壳内，所述全尺寸管道服役环境模拟装置包括管道
、
管道抱卡
、
稳定横梁
、
底座和结构框，所述管道包括完整管道
、
带环焊缝管道
、
带缺陷完整管道和带缺陷环焊缝管道，所述管道通过连接法兰连接形成
U
形回路，所述
U
形回路的进口端和出口端穿出所述安全保护壳并与所述安全保护壳密封连接，所述
U
形回路的进口端和出口端分别与外部气源管道连接形成氢气介质回路，所述
U
形回路一侧的直管道的两端和中间各连接一个所述管道抱卡，所述
U
形回路一侧的直管道的外侧设置一个所述稳定横梁，两端的所述管道抱卡固定连接在所述稳定横梁上，中间的所述管道抱卡通过一个位移调节机构与所述稳定横梁连接，所述稳定横梁固定连接在所述底座上，所述底座设置于所述结构框上，所述结构框固定连接在所述安全保护壳内
。
[0007]优选地，所述
U
形回路另一侧的直管道的两端和中间各连接一个所述管道抱卡，所述
U
形回路另一侧的直管道的外侧设置一个所述稳定横梁，两端的所述管道抱卡固定连接在其外侧的所述稳定横梁上，中间的所述管道抱卡通过一个所述位移调节机构与其外侧的
所述稳定横梁连接
。
[0008]优选地，所述位移调节机构包括推力块和螺纹杆，所述推力块与中间的所述管道抱卡固定连接，所述螺纹杆螺纹连接在所述稳定横梁上，所述螺纹杆穿过所述稳定横梁转动连接在所述推力块上
。
[0009]优选地，所述底座两侧各设有两个导轮，所述结构框两侧设有与所述导轮相对应的轨道，两侧的所述导轮分别滚动支撑于两侧的所述轨道内
。
[0010]优选地，所述稳定横梁底端通过均匀设置的多个横梁支撑柱固定连接在所述底座上
。
[0011]优选地，各所述管道抱卡与所述管道接触位置均设置应变片
。
[0012]优选地，所述安全保护壳包括筒体
、
半球壳
、
法兰端和法兰保护盖，所述筒体一端与所述半球壳焊接密封连接，另一端与所述法兰端焊接密封连接，所述法兰端与所述法兰保护盖通过紧固件紧固密封连接，所述法兰保护盖上设有用于所述
U
形回路的进口端和出口端穿出的通孔，所述
U
形回路的进口端和出口端在所述通孔处与所述法兰保护盖焊接密封连接，所述筒体底端焊接固定有鞍座
。
[0013]优选地，所述结构框底部两侧均固定连接有支撑脚，所述支撑脚焊接固定在所述安全保护壳内
。
[0014]优选地，在试验过程中，在所述安全保护壳内充入保护气体保证试验过程的安全性
。
[0015]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0016]本专利技术提供一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，通过外部气源进行介质充入并循环介质以模拟现场输送工况，通过加载不同压力
、
不同水平应力
、
调节不同温度，模拟管道的氢气服役环境，适用于不同压力不同口径不同温度不同应力环境下管道在氢气服役环境全尺寸管道性能测试，可系统研究并揭示管材及其焊缝的氢损伤机理，阐明服役环境对不同管材和焊缝性能的影响规律，明晰管材及焊缝的安全服役条件
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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
。
[0018]图1为本专利技术提供的模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术提供的模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台的剖面结构示意图；
[0020]图3为本专利技术中安全保护壳的结构示意图；
[0021]图4为本专利技术中全尺寸管道服役环境模拟装置的结构示意图；
[0022]图5为本专利技术中全尺寸管道服役环境模拟装置的俯视结构示意图；
[0023]图中：1‑
安全保护壳
、11
‑
筒体
、12
‑
半球壳
、13
‑
法兰端
、14
‑
法兰保护盖
、15
‑
紧固件
、16
‑
鞍座
、2
‑
全尺寸管道服役环境模拟装置
、21
‑
管道
、22
‑
管道抱卡
、23
‑
稳定横梁
、24
‑
底座
、25
‑
结构框
、26
‑
连接法兰
、27
‑
位移调节机构
、28
‑
推力块
、29<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，其特征在于：包括安全保护壳和全尺寸管道服役环境模拟装置，所述全尺寸管道服役环境模拟装置设置于所述安全保护壳内，所述全尺寸管道服役环境模拟装置包括管道
、
管道抱卡
、
稳定横梁
、
底座和结构框，所述管道包括完整管道
、
带环焊缝管道
、
带缺陷完整管道和带缺陷环焊缝管道，所述管道通过连接法兰连接形成
U
形回路，所述
U
形回路的进口端和出口端穿出所述安全保护壳并与所述安全保护壳密封连接，所述
U
形回路的进口端和出口端分别与外部气源管道连接形成氢气介质回路，所述
U
形回路一侧的直管道的两端和中间各连接一个所述管道抱卡，所述
U
形回路一侧的直管道的外侧设置一个所述稳定横梁，两端的所述管道抱卡固定连接在所述稳定横梁上，中间的所述管道抱卡通过一个位移调节机构与所述稳定横梁连接，所述稳定横梁固定连接在所述底座上，所述底座设置于所述结构框上，所述结构框固定连接在所述安全保护壳内
。2.
根据权利要求1所述的模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，其特征在于：所述
U
形回路另一侧的直管道的两端和中间各连接一个所述管道抱卡，所述
U
形回路另一侧的直管道的外侧设置一个所述稳定横梁，两端的所述管道抱卡固定连接在其外侧的所述稳定横梁上，中间的所述管道抱卡通过一个所述位移调节机构与其外侧的所述稳定横梁连接
。3.
根据权利要求2所述的模拟全尺寸氢气管道服役环境的试验平台，其特征在于：所述位移调节机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智，高晋，宋卫臣，付国强，陈建磊，范振宁，吕加华，刘欣，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务股份有限公司中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：