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全尺寸海洋 油气管道应力 腐蚀实验方法

阅读：107发布：2023-03-10

专利汇可以提供全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验方法，所采用的实验装置包括：轴向载荷加载装置，扭转载荷加载装置，弯曲载荷加载装置，两个腐蚀实验水箱(10,13)和管道固定装置和外壁18，实验方法如下：配制出实验水样和对照水样；控制温度和湿度；将应变片的连接数据线连接到应变测量仪器上，控制实验箱和对照箱中氧气的浓度；根据实验要求，施加轴向载荷、扭转载荷、弯曲载荷或复杂载荷；通过应力测量仪器读出应变数值，计算应力值；通过控制实验箱和对照箱的包括氧气浓度在内的变量的方法研究单一变量对于实验管道的影响。，下面是全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验方法，用于对实验管道(8)进行腐蚀模拟实验，所采用的全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验设备包括：轴向载荷加载装置，扭转载荷加载装置，弯曲载荷加载装置，两个腐蚀实验水箱(10,13)、管道固定装置和外壁(18)，其中，两个腐蚀实验水箱(10,13)与实验管道(8)的不同部位分别密封连接，并分别连通有氧气柔性管(9,12)，用来控制腐蚀溶液的氧气浓度；在实验管道(8)的位于两个腐蚀实验水箱(10，13)的管道区段表面粘贴有应变片；
实验管道(8)的一端为加载端，另一端为固定端，轴向载荷加载装置用于对实验管道(8)的加载端施加轴向载荷，包括固定台(1)，置于固定台(1)上的液压油缸(2)，其活塞(5)与实验管道(8)的加载端固定连接；
扭转载荷加载装置包括向实验管道(8)的加载端的同一个横截面上施加扭转弯矩的两个液压油缸(6，7)；
管道固定装置用于固定实验管道(8)的固定端；
弯曲载荷加载装置加载在两个腐蚀实验水箱(10，13)之间的实验管道(8)的外部，所述的弯曲载荷加载装置包括套环(16)和两个液压油缸(11，14)，套环(16)固定在两个腐蚀实验水箱(10，13)之间的实验管道(8)的外部，两个液压油缸(11，14)通过套环(16)同时向实验管道(8)施加垂直向下的载荷；
外壁(18)由保温材料制成，整个海洋工程管道腐蚀实验设备置于外壁(18)围成的仓室空间内，仓室空间内设有控温装置和加湿装置,
在将实验装置布置完毕后，实验方法如下：
1)采集海水，根据需要的PH值，配制出实验水样和对照水样；
2)通过控温装置调节仓室空间内的温度，通过加湿装置调节仓室空间内的湿度，以期达到实验的温度和湿度要求；
3)两个腐蚀实验水箱，一个作为实验箱，倒入实验水样，一个作为对照箱倒入对照水样；
4)将应变片的连接数据线连接到应变测量仪器上，控制实验箱和对照箱中氧气的浓度；
5)根据实验要求，施加轴向载荷、扭转载荷、弯曲载荷或复杂载荷，在施加轴向荷载时，调节恒位移加载、恒载荷加载，并且调控加载速度加载不同情况的轴向载荷；在施加扭转载荷时，调节扭转载荷的方向，载荷值的大小；在施加弯曲载荷时，调节弯曲载荷的施加速度，是恒载荷还是变载荷；在施加复杂载荷时，将轴向载荷、环向扭转载荷、弯曲载荷配合施加，模拟管道在海洋环境中受到复杂载荷的情况；
6)通过应力测量仪器读出应变数值，计算应力值；
7)通过控制实验箱和对照箱的包括氧气浓度在内的变量的方法研究单一变量对于实验管道的影响。

说明书全文

全尺寸海洋油气管道应力 腐蚀实验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种模拟海洋工程管道在复杂载荷条件下腐蚀过程的实验方法。

背景技术

[0002] 在海洋油气开采系统中，油气输送管道等水下结构在海洋油气总投资中占有相当大的比例，尤其是深海开发中油田远离陆地，输送系统所占的投资比例会更高，如墨西哥湾Canyon Express气田水深为2225米，管线长达100千米；我国南海的荔湾3-1气田水深为1480米，拟采用多个深水管汇，将汇集的天然气通过75千米长的管线输送到浅水区中心平台进行加工处理等等。因此，管道是海洋油气开发过程中关键构件。在海洋油气管道失效的多种缺陷中，腐蚀是海洋油气管道失效的主要诱因，新的管线的设计和已经服役多年的管道的校核都需要对其腐蚀情况进行充分的评估和预测。其中，应力腐蚀(SCC)是最主要的诱因之一，约占腐蚀失效事件的40％～60％；此外，管道所处海洋环境的温度、pH值、含氧量等等因素，也会对管道的腐蚀造成严重的影响。海洋油气管道产生应力腐蚀的原因主要是海底地形变化引起的管道悬跨、弯曲，海流冲刷以及输送介质的温度变化引起的管道膨胀等等。温度、PH值、含氧量的变化多是海洋环境和管内运输介质共同作用导致的。

[0003] 当前国内外针对海洋油气管道的腐蚀实验测试方法多为实验室内进行的缩尺比加速实验方法，并且可施加的载荷种类比较单一。同时，对于施加弯矩载荷，并且是针对全尺寸海洋油气管道的实验测试方法几乎没有。在施加载荷的同时，能够进行温度、PH值、含氧量变化的全尺寸海洋油气管道实验方法也是十分重要的。因此，有必要设计一套在相关实验设备的配合下，模拟载荷情况变化，海洋溶液参数变化对于海洋油气管道性能影响的实验方法。目前已有方法的不足之处主要有：

[0004] 1.大部分是针对缩尺比管道的实验测试方法，很少有针对全尺寸管道的实验方法，如申请号为CN101226135A、CN10 5136596A等等，都是通过缩尺比的管道试件或者材料研究腐蚀特性。

[0005] 2.实验中施加的载荷种类局限，尤其是弯矩载荷的施加功能欠缺，如申请号为CN105136596A只能测量恒位移载荷的加载情况，申请号CN201610030544.1、CN201510296350.1描述的实验方法，仅能加载拉应力等等。。
发明内容：

[0006] 本发明的目的就是在充分考虑海底管道的实际环境基础上，提供一种海洋工程管道的实验方法。该方法需要采集真实的海水，并通过控制海水不同的温度、pH值、含氧量等参数尽量模拟真实的海洋环境，在外加载荷方面，该装置增加了弯矩载荷的施加模块，可以实现拉压应力、扭转应力和弯矩的单独作用和联合作用，通过选择恒载荷法和恒位移法的不同加载方式，研究海洋工程管道在海洋环境中受复杂载荷作用下的腐蚀变化情况，采用全尺寸模拟设备，弥补实验室缩比尺加速腐蚀实验的不足，实验结果更接近实际情况。本发明的技术方案如下：

[0007] 一种全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验方法，用于对实验管道8进行腐蚀模拟实验，所采用的全尺寸海洋油气管道应力腐蚀实验设备包括：轴向载荷加载装置，扭转载荷加载装置，弯曲载荷加载装置，两个腐蚀实验水箱(10,13)和管道固定装置和外壁18，其中，[0008] 两个腐蚀实验水箱(10,13)与实验管道(8)的不同部位分别密封连接，并分别连通有氧气柔性管(9,12)，用来控制腐蚀溶液的氧气浓度；在实验管道8的位于两个腐蚀实验水箱10，13的管道区段表面粘贴有应变片；

[0009] 实验管道(8)的一端为加载端，另一端为固定端，轴向载荷加载装置用于对实验管道8的加载端施加轴向载荷，包括固定台(1)，置于固定台(1)上的液压油缸(2)，其活塞(5)与实验管道(8)的加载端固定连接；

[0010] 扭转载荷加载装置包括向实验管道(8)的加载端的同一个横截面上施加扭转弯矩的两个液压油缸(6，7)；

[0011] 管道固定装置用于固定实验管道(8)的固定端；

[0012] 弯曲载荷加载装置加载在两个腐蚀实验水箱(10，13)之间的实验管道(8)的外部，所述的弯曲载荷加载装置包括套环(16)和两个液压油缸(11，14)，套环(16)固定在两个腐蚀实验水箱(10，13)之间的实验管道(8)的外部，两个液压油缸(11，14)通过套环(16)同时向实验管道(8)施加垂直向下的载荷；

[0013] 外壁(18)由保温材料制成，整个海洋工程管道腐蚀实验设备置于外壁(18)围成的仓室空间内，仓室空间内设有控温装置和加湿装置。

[0014] 在将实验装置布置完毕后，实验方法如下：

[0015] 1)采集海水，根据需要的PH值，配制出实验水样和对照水样；

[0016] 2)通过控温装置调节仓室空间内的温度，通过加湿装置调节仓室空间内的湿度，以期达到实验的温度和湿度要求；

[0017] 3)两个腐蚀实验水箱，一个作为实验箱，倒入实验水样，一个作为对照箱倒入对照水样；

[0018] 4)将应变片的连接数据线连接到应变测量仪器上，控制实验箱和对照箱中氧气的浓度；

[0019] 5)根据实验要求，施加轴向载荷、扭转载荷、弯曲载荷或复杂载荷，在施加轴向荷载时，调节恒位移加载、恒载荷加载，并且调控加载速度加载不同情况的轴向载荷；在施加扭转载荷时，调节扭转载荷的方向，载荷值的大小；在施加弯曲载荷时，调节弯曲载荷的施加速度，是恒载荷还是变载荷；在施加复杂载荷时，将轴向载荷、环向扭转载荷、弯曲载荷配合施加，模拟管道在海洋环境中受到复杂载荷的情况；

[0020] 6)通过应力测量仪器读出应变数值，计算应力值；

[0021] 7)通过控制实验箱和对照箱的包括氧气浓度在内的变量的方法研究单一变量对于实验管道的影响。

[0022] 本发明适用于于全尺寸海洋工程管道在复杂载荷作用下的应力腐蚀实验，具有以下优点：

[0023] 1.针对全尺寸海洋工程管道进行实验，采用海水配置的腐蚀溶液，尽可能模拟海洋工程管道在真实情况下的应力腐蚀情况；

[0024] 2.相比于类似专利，增加了弯矩加载实验的功能，能够模拟海洋油气管道在海底出现悬跨时，复杂载荷条件下的腐蚀实验情况；

[0025] 3.能够实现轴向载荷恒位移、恒载荷加载，扭转载荷加载，弯曲载荷加载等复杂载荷加载的情况。可以通过不同载荷的组合，从而实现拉扭、压扭、压力弯矩组合等等复杂加载情况。

[0026] 4.本装置在实验中设置了两个腐蚀水箱，可以同时进行实验组和对照组实验，控制其他条件相同，研究单一变量变化对于管道的应力腐蚀影响规律，能够提高实验效率。附图说明

[0027] 图1整体布置图

[0028] 图中标号说明：1—固定台；2—液压油缸；3—法兰；4—法兰；5—活塞；6—液压油缸；7—液压油缸；8—实验管道；9—氧气柔性管；10—腐蚀实验水箱；11—液压油缸；12—氧气柔性管；13—腐蚀实验水箱；14—液压油缸；15—套环连接孔；16—半圆形套环；17—导轨；18—外壁；19—法兰；20—导轨；21—销；22—三角形规定框架；23—法兰；24—导轨。

[0029] 图2轴向加载装置图，(a)为立体图，(b)为正视图

[0030] 图中标号说明：1—固定台；2—液压油缸；3—法兰；5—活塞；

[0031] 固定台1和液压油缸2固定在地面上，法兰3和液压油缸的活塞5以及液压油缸2都是一体的。实验过程中，活塞5通过法兰3将轴向载荷传递给实验管道8。

[0032] 图3扭转载荷加载装置

[0033] 图中标号说明：3—法兰；6—液压油缸；7—液压油缸；

[0034] 液压油缸6、7都固定在地面，通过螺栓和法兰3连接。实验过程中，液压油缸6施加垂直向上的载荷，液压油缸7施加相同大小的垂直向下的载荷，两个载荷形成了扭转力矩。

[0035] 图4弯曲载荷加载装置

[0036] 图5弯曲载荷加载装置

[0037] 图中标号说明：图4中14—液压油缸；15—套环连接孔；图5中11—液压油缸；12—氧气柔性管；16—半圆形套环；

[0038] 上下两个半圆形套环16通过图4中的连接孔15相连，液压油缸11、14的轴承上有螺纹，轴承穿过连接孔，用螺栓紧固即可。实验过程中，液压油缸11、14同时施加相同的垂直向下的载荷，由于实验管道8两端固定，相当于对实验管道8施加了弯曲载荷。

[0039] 图6管道固定装置

[0040] 图中标号说明：20—导轨；21—销；22—三角形固定框架；23—法兰；24—导轨；

[0041] 根据实验管道8的长度将三角形固定框架22通过三个销21分别固定在导轨17、导轨20和导轨24上，导轨24固定在外壁的顶上，导轨17、导轨20固定在地面上，将与实验管道8焊接的法兰19和三角形固定框架22上的法兰23通过八个螺栓固定连接。

具体实施方式

[0042] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述：

[0043] 如图1所示，全尺寸海洋工程管道腐蚀实验设备，主要用于测量全尺寸实验管道8在施加复杂载荷的条件下，在海水腐蚀溶液中的状态变化，其中包括：轴向载荷加载装置1、2、5，扭转载荷加载装置6、7，弯曲载荷加载装置11、14、15、16，腐蚀实验水箱9、10、12、13，管道固定装置17、19、20、21、22、23、24，实验设备固定保温外壁18。其中，腐蚀实验水箱10、腐蚀实验水箱13通过防腐蚀的橡胶垫圈与实验管道8密封连接，实验管道8和轴向载荷、扭转载荷加载装置通过法兰3和法兰4连接，实验管道8和弯曲载荷加载装置通过钢制套环16连接，实验管道8和固定装置通过法兰19和法兰23连接。

[0044] 轴向载荷加载装置包括固定台1，固定在固定台1上的液压油缸2和活塞5。连接装置包括两个相同规格的法兰3和法兰4，其中法兰3和活塞5是一体的，法兰4焊接固定在实验管道8上，法兰3和法兰4通过8个螺栓连接，确保不会出现相对位移。液压油缸2缸体内可以双向加入液压油，因此可以提供双向的轴向载荷，液压油缸2的油压推动活塞5进行轴向的双向移动，活塞5和法兰3固定连接，活塞5的轴向力通过法兰3和法兰4传递到实验管道8的一端截面。由于法兰4和实验管道8截面均匀接触，轴向载荷会均匀施加在实验管道8上。通过电子数控设备可以调节恒位移加载、恒载荷加载，并且调控加载速度加载不同情况的轴向载荷。

[0045] 环向扭转载荷加载装置包括液压油缸6以及对称位置放置的同样规格的液压油缸7，法兰3和法兰4。液压油缸6、液压油缸7固定在地面上，法兰3和法兰4之间、法兰4和实验管道8的连接方式和上文描述相同，施加扭矩的液压油缸6和液压油缸7通过螺栓固定在法兰3侧面中间位置的螺栓上，如图1所示。在施加扭转载荷时，对称放置的液压油缸6和液压油缸
7分别提供垂直于地面的相反方向的载荷，例如，液压油缸6提供垂直地面向上的载荷，液压油缸7提供垂直地面向下的载荷，两个载荷共同作用会形成扭转弯矩。如果需要提供相反方向的扭转弯矩，可以改变液压油缸6和液压油缸7的载荷方向。

[0046] 弯曲载荷加载装置包括两个半圆形套环16，液压油缸14以及对称放置在管道另一侧同样规格的液压油缸11。液压油缸11和液压油缸14固定在地面上，半圆形套环16的内径和实验管道8的外径相同，确保半圆形套环16能够无缝贴合在实验管道8上。半圆形套环16在实验管道8侧面通过螺母和液压油缸11和液压油缸14的轴承固定连接，液压油缸11和液压油缸14的轴承穿过套环的连接孔，在连接孔的下面和上面分别加一个螺母，螺母通过轴承上的螺纹紧固，从而将实验管道8、半圆形套环16以及液压油缸11、14连接成为一体。施加弯曲载荷时，液压油缸11、14同时对半圆形套环16施加垂直于地面向下的力F，套环将力传导给实验管道8，半圆形套环16位置与实验管道8固定端位置之间的距离为L，弯矩M＝F*L。

[0047] 腐蚀实验水箱10、13分布在半圆形套环16的两侧，距半圆形套环16的距离相同，以确保腐蚀实验管段受到相同的弯曲载荷作用。腐蚀实验水箱10、13和实验管道8的连接部分通过防腐蚀的橡胶垫圈密封连接。腐蚀实验水箱10、13内有防腐蚀的氧气柔性管9和氧气柔性管12，可以控制腐蚀溶液的氧气浓度。实验过程中，腐蚀实验水箱10是实验组，腐蚀实验水箱13是对照组，通过控制变量的方法研究单一变量对于实验管道8的影响。

[0048] 管道的固定端是由三角形固定框架22、法兰23、导轨17、导轨20和导轨24，以及每个导轨中相同位置放置的销21组成。外壁18是由建筑保温材料制成，可以起到固定以及保温的作用，整个实验装置都置于外壁18围成的仓室空间内，为了便于理解，图中只展示了小部分的外壁18。三角形固定框架22上焊接固定了法兰23，可以在导轨上滑动，实验过程中，实验管道8和法兰19焊接连接成为一体，根据实验管道8的长度调整三角形固定框架22在导轨上的位置，确定位置后用八个螺栓将法兰19和法兰23固定连接，再用三个销21将三角形固定框架22固定在导轨17、导轨20和导轨24上。

[0049] 实验进行前，先将实验管道8穿过两个腐蚀水箱10、13，将防腐蚀的橡胶垫圈套在实验管道8上，但并不进行密封。然后将法兰4和法兰19分别焊接在实验管道8的两端，并根据实验管道8的长度将三角形固定框架22固定在导轨17、20、24上。如图2所示，三角形固定框架22固定后将管道一端的法兰4和轴向载荷加载装置的法兰3固定连接，并且通过螺栓将施加扭转载荷的液压油缸6、7和法兰3、4一并固定在一起。如图6所示，管道另一端的法兰19和三角形固定框架22上的法兰23固定连接。如图4、5所示，将两个半圆形套环16通过螺母和施加弯曲载荷的液压油缸11、14的轴承固定连接，组成弯曲载荷加载模块。

[0050] 施加载荷的过程中，可以通过数控系统控制轴向位移加载装置的模式，调节恒载荷、恒位移轴向载荷加载，通过如图2中的加载模块施加。扭转载荷的大小、方向通过数控加载装置进行施加，通过如图3中的加载模块施加。弯曲载荷加载时，要先根据公式M＝F*L，其中L为弯曲载荷加载模块距离管道固定端的距离，计算出F的大小，再通过弯曲载荷加载模块，如图4、5中的装置施加。通过调控不同载荷类型的组合，实现恒载荷拉伸压缩、恒位移拉伸压缩、扭转、弯曲等不同加载模式。

[0051] 实验管道8载荷加载情况确定后，实验管道8状态已经固定，之后用防腐蚀的橡胶垫圈将实验管道8和腐蚀实验水箱10、13密封连接。

[0052] 实验过程中，可采集海水试样，根据需要调配海水试样的PH值、溶液浓度等参数，并控制腐蚀溶液的温度。如图1所示，设置实验组腐蚀实验水箱10，对照组腐蚀实验水箱13，通过控制变量的实验方法，研究参数变化对于实验管道8性能的影响规律。

[0053] 实验过程中，实验仓室内有控温装置，同时，外壁18是由建筑保温材料构成，保温效果良好。此外，仓室内还有加湿装置，能够控制仓室内的湿度。

[0054] 下面详细说明实验过程：

[0055] 1、实验进行前的准备工作

[0056] 根据海洋油气管道腐蚀实验装置的测量长度，选取长度适宜的实验管道8。通过测量腐蚀实验水箱10、13距离活塞5的距离，大致确定实验管道8进行应力腐蚀实验组和对照组腐蚀测量的区段，利用打磨器进行打磨抛光，为后续粘贴应变片做准备。

[0057] 2、固定管道

[0058] 如图1所示，实验进行前将实验管道8穿过两个腐蚀水箱10、13，将防腐蚀的橡胶垫圈套在实验管道8上，但并不进行密封。然后将法兰4和法兰19分别焊接在实验管道8的两端，并根据实验管道8的长度将三角形固定框架22固定在导轨17、20、24上。

[0059] 3、连接载荷加载装置

[0060] 如图2所示，三角形固定框架22固定后将管道一端的法兰4和轴向载荷加载装置的法兰3固定连接，并且通过螺栓将施加扭转载荷的液压油缸6、7和法兰3、4一并固定在一起。如图6所示，管道另一端的法兰19和三角形固定框架22上的法兰23固定连接。如图4、5所示，将两个半圆形套环16通过螺母和施加弯曲载荷的液压油缸11、14的轴承固定连接，组成弯曲载荷加载模块。

[0061] 4、粘贴应变片

[0062] 用502胶水，将两个应变片分别粘贴在实验管道8在腐蚀实验水箱10和腐蚀实验水箱13中被打磨抛光过的管道区段表面，将应变片的两个接线端子露在外面。在应变片表面均匀涂抹防腐蚀硅胶，完全覆盖应变片，待硅胶凝固后，在硅胶表面上均匀涂抹一层蜜月胶用于固定，待蜜月胶凝固后，在其上均匀涂抹另外一层防腐蚀硅胶。

[0063] 数据传输导线选取具有较好的防腐蚀性能防护套的导线，将数据传输导线的连接端剥皮露出铜丝，并将3层防腐蚀的热塑套管套在导线上。之后将应变片露在外面的接线端子和导线铜丝缠绕连接，连接后将1层热塑套管套在裸露的连接段，轻微灼烧使热塑套管紧紧贴合在连接段，将裸露导线全部套住。之后采用同样的方法，将另外两层热塑套管套在连接段。

[0064] 之后将两个接线端子以及少部分热塑套管用同样的硅胶+蜜月胶+硅胶的方法固定，应变片既处理完毕。

[0065] 5、配置腐蚀溶液

[0066] 腐蚀溶液的配置分为三个步骤：

[0067] 1)从天津港渤海海域采集一定量的海水，储存在实验仓室内，以备使用时提取；

[0068] 2)取出适当的实验水样，在水样的调配缸中调配。根据需要的PH值，实验水成分调配，配制出理想的实验水样；

[0069] 3)同时，采用相同的方法调配需要的对照水样。

[0070] 6、准备工作

[0071] 将应变片的连接数据线连接到应变测量仪器上，通过氧气柔性管9控制腐蚀实验水箱10中的氧气浓度，氧气柔性管12控制腐蚀实验水箱13中氧气的浓度。

[0072] 7、施加轴向载荷

[0073] 轴向载荷加载模块主要包括固定台1，液压油缸2，法兰3、4。通过法兰3和法兰4连接设备，其中法兰3和活塞5是一体的，法兰4焊接固定在实验管道8上，法兰3和法兰4通过8个螺栓连接，确保不会出现相对位移。液压油缸2缸体内可以双向加入液压油，因此可以提供双向的轴向载荷，液压油缸2的油压推动活塞5进行轴向的双向移动，活塞5和法兰3固定连接，活塞5的轴向力通过法兰3和法兰4传递到实验管道8的一端截面。由于法兰4和实验管道8截面均匀接触，轴向载荷会均匀施加在实验管道8上。

[0074] 通过电子数控设备可以调节恒位移加载、恒载荷加载，并且调控加载速度加载不同情况的轴向载荷。

[0075] 8、施加环向载荷

[0076] 环向扭转载荷加载装置包括液压油缸6以及对称位置放置的同样规格的液压油缸7，法兰3和法兰4。液压油缸6、液压油缸7固定在地面上，法兰3和法兰4之间、法兰4和实验管道8的连接方式和上文描述相同，施加扭矩的液压油缸6和液压油缸7通过螺栓固定在法兰3侧面中间位置的螺栓上，如图1所示。在施加扭转载荷时，对称放置的液压油缸6和液压油缸
7分别提供垂直于地面的相反方向的载荷，例如，液压油缸6提供垂直地面向上的载荷，液压油缸7提供垂直地面向下的载荷，两个载荷共同作用会形成扭转弯矩。如果需要提供相反方向的扭转弯矩，可以改变液压油缸6和液压油缸7的载荷方向。

[0077] 通过电子数控设备可以调节环向载荷的方向，环向载荷值的大小。

[0078] 9、施加弯曲载荷

[0079] 弯曲载荷加载装置包括两个半圆形套环16，液压油缸14以及对称放置在管道另一侧同样规格的液压油缸11。液压油缸11和液压油缸14固定在地面上，半圆形套环16的内径和实验管道8的外径相同，确保半圆形套环16能够无缝贴合在实验管道8上。半圆形套环16在实验管道8侧面通过螺母和液压油缸11和液压油缸14的轴承固定连接，液压油缸11和液压油缸14的轴承穿过套环的连接孔，在连接孔的下面和上面分别加一个螺母，螺母通过轴承上的螺纹紧固，从而将实验管道8、半圆形套环16以及液压油缸11、14连接成为一体。施加弯曲载荷时，液压油缸11、14同时对半圆形套环16施加垂直于地面向下的力F，套环将力传导给实验管道8，半圆形套环16位置与实验管道8固定端位置之间的距离为L，弯矩M＝F*L。腐蚀实验水箱10、13分布在半圆形套环16的两侧，距半圆形套环16的距离相同，以确保腐蚀实验管段受到相同的弯曲载荷作用。

[0080] 通过电子数控设备可以调节弯曲载荷的施加速度，是恒载荷还是变载荷。

[0081] 10、施加复杂载荷

[0082] 根据需要将轴向载荷、环向载荷、弯曲载荷配合施加，充分模拟管道在海洋环境中受到复杂载荷的情况，并且通过应力测量仪器读出应变数值，通过计算公式算出应力值。

[0083] 11、添加腐蚀溶液

[0084] 确定管道施加载荷的情况，并且实验管道8的状态趋于稳定之后，将腐蚀实验水箱10、13和实验管道8的连接部分通过防腐蚀的橡胶垫圈密封连接，之后将实验水样加入到腐蚀实验水箱10中，对照水样加入到腐蚀实验水箱13中。

[0085] 腐蚀实验水箱10、13内有防腐蚀的氧气柔性管9和氧气柔性管12，可以控制腐蚀溶液的氧气浓度。实验过程中，腐蚀实验水箱10是实验组，腐蚀实验水箱13是对照组，通过控制变量的方法研究单一变量对于实验管道8的影响。

[0086] 12、控制实验温度、湿度

[0087] 通过控温装置调节实验仓室之内的温度，通过加湿装置调节实验仓室之内的湿度，以期达到实验的温度和湿度要求。由于外壁18是用保温建筑材料建成的，可以保持仓室的温度和湿度，以模拟需要的实验环境。

[0088] 13、实验过程

[0089] 当实验要求的各项指标都已达到之后，保持状态。通过控制变量的方法，利用实验组腐蚀实验水箱10，对照组腐蚀实验水箱13，研究参数变化对于实验管道8性能的影响规律。

[0090] 14、整理数据

[0091] 实验结束之后，整理所有数据，并除去其中变化不正常的数值点。之后通过Origin等数据处理软件整理数据，研究规律。

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