探究国产化柔性管的试验研究

保温输油柔性管试验包括材料试验、原型试验和工厂接收试验。研究过程中先后完成金属材料试验120组、非金属材料试验1 001组，完成原型试验25组，完成工厂接收试验4组。

1）材料试验

柔性管材料试验的目的是获得材料性能指标，为柔性管的设计和性能评估提供参数。保温输油柔性管由金属材料和非金属材料复合组成，开展的金属材料和非金属材料试验测试内容和测试标准见表7-5和表7-6。

表7-5　柔性管金属材料试验内容及标准

（续表）

表7-6　柔性管非金属材料试验内容及标准

柔性管金属材料和非金属材料试验设备见表7-7和表7-8。图7-6和图7-7是柔性管金属材料和非金属材料部分试验设备。

表7-7　柔性管金属材料试验设备

表7-8　柔性管非金属材料试验设备

（续表）

图7-6　柔性管金属材料试验设备

（a）光谱仪；（b）金属万能试验机；（c）硬度计；（d）金相显微镜；（e）应力腐蚀试验机；（f）疲劳试验机

2）原型试验

根据API 17B要求，柔性管的设计方法需要通过原型试验进行验证。原型试验的目的除了验证柔性管的设计方法外，还有一个目的是测试柔性管的性能，为施工设计提供依据。原型试验可以分为三类：第一类是最常用的标准原型试验，包括压溃试验、爆破试验、拉伸试验；第二类是特殊原型试验，通常用于验证特定方面的性能，如安装和运行条件，包括挤压试验、动态疲劳试验、拉弯组合试验等；第三类是柔性管特性原型试验，包括扭转刚度试验、弯曲刚度试验、快速泄压试验、热性能试验等，见表7-9。

图7-7　柔性管非金属材料试验设备

（a）热空气老化试验箱；（b）疲劳试验机；（c）平板硫化仪；（d）电子万能试验机；（e）热机械分析仪；（f）差示量热扫描仪；（g）环境应力开裂测定仪；（h）紫外光耐气候试验箱

表7-9　柔性管原型试验

为了进行柔性管原型试验，开发了一套柔性管原型试验程序，研制了柔性管原型试验装置，建立了柔性管原型实验室。图7-8～图7-14是研制的原型试验部分装置。

图7-8　压溃试验装置

图7-9　爆破试验装置(www.xing528.com)

图7-10　拉伸试验装置

图7-11　挤压试验装置

图7-12　疲劳试验装置

图7-13　拉弯组合试验装置

图7-14　弯曲刚度试验装置

利用开发的柔性管原型试验程序和研制的原型试验装置，对研制的300 m水深保温输油柔性管样管开展了25组柔性管原型试验，试验结果见表7-10。原型试验结果证明了研制的保温输油柔性管样管能够承受300 m水深的静水压力。

表7-10　保温输油柔性管原型试验结果

3）工厂接收试验

根据API 17J规定，柔性管在出厂移交前，需要进行工厂接收试验，以验证制造的柔性管满足规范要求。柔性管工厂接收试验包括以下几项：

①通径试验：检测柔性管堵塞和总变形。

②静水压力试验：验证柔性管能够承受预期压力或识别柔性管潜在的缺陷。

③电连续性和电阻试验：验证柔性管阴极保护系统是有效的，验证柔性管骨架层与端部接头之间是电绝缘的。

④排气系统试验：验证在水压试验后和包装后，柔性管气体泄放系统能够正常地工作。

为了开展柔性管工厂接收试验，开发了保温输油柔性管工厂接收试验程序，对研制的300 m水深保温输油柔性管样管进行了工厂接收试验。图7-15～图7-18是部分工厂接收试验实物图。

图7-15　通径试验

图7-16　静水压力试验

图7-17　电连续性和电阻试验

图7-18　排气系统试验

工厂接收试验结果见表7-11，试验结果表明制造的300 m水深保温输油柔性管样管工厂接收试验结果符合验收标准。

表7-11　保温输油柔性管工厂接收试验结果