试验过程详解：从实验方法到结果分析

1）样管

本节中的试验样管由上海某石油装备技术有限公司提供，样管结构如图20.14所示。实际测量样管长度见表20.6，三根样管的截面尺寸分别见表20.7～表20.9。

图20.14　玻纤增强柔性管样管

表20.6　样管长度　单位：mm

表20.7　样管1截面尺寸

表20.8　样管2截面尺寸

表20.9　样管3截面尺寸

2）试验装置

本试验中采用的外压试验系统压力缸内部最大可承受30 MPa的压力。外压试验系统如图20.15所示。

图20.15　外压试验系统

3）试验步骤

如图20.16所示，通过静水外压试验对玻纤增强柔性管的屈曲失稳进行研究更为真实有效，具体试验步骤如下：(www.xing528.com)

图20.16　外压试验示意图

（1）将样管一端刚性接头连接法兰，通过法兰上的注水孔注满水，使得样管内空气从法兰上的排气孔排出。

（2）将样管置于外压压力缸内，并将样管和压力缸的平盖相连，然后用吊车将压力缸的平盖吊起，安放在压力缸上。

（3）将压力变送器与排水管接在压力缸平盖预留的接头上，用手动加压泵向压力缸内注水至缸内空气完全排出后，关闭排水口阀门，对压力缸预加压，若电子压力表的示数保持稳定，则表明试验装置的密闭性达到要求。

（4）将测量样管排水量的容器放置在电子秤上，倒入适量水后将示数清零，然后将引水管从压力缸平盖的接头上引到容器内，再将该容器密封，防止水溅出造成试验误差。

（5）使用手动加压泵进行加压，加压速率控制在1 MPa/min，同时记录下压力表与电子秤的示数变化。当样管发生局部失稳时，电子压力表的示数会迅速下降。试验过程中发现漏水应立即停止加压，完全卸压后，再将漏水处密封好。

（6）缓慢打开排水口阀门，待压力缸的压力卸去后，将平盖上连接的仪器取下，使用扭矩扳手拆除螺栓，用吊车吊起压力缸平盖，取出样管。卸压时，应缓慢打开排水阀门，待压力完全卸载后再进行后续操作。

4）试验结果

本节的外压承载力测量是将玻纤增强柔性管密封后置入压力容器内，通过水为介质施加压力，通过压力的突降及样管体积突变作为玻纤增强柔性管的失效标志。图20.17为失效后的玻纤增强柔性管样管，样管出现明显屈曲现象。表20.10为样管失效时刻的屈曲值。

图20.17　屈曲后玻纤增强柔性管样管

表20.10　外压试验屈曲值