(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210799299.6 (22)申请日 2022.07.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114878352 A (43)申请公布日 2022.08.09 (73)专利权人 浙江大学 地址 310000 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 施建峰　王中震　郑津洋　张良　 葛周天　 (74)专利代理 机构 杭州创智卓英知识产权代理 事务所(普通 合伙) 33324 专利代理师 刘逸潇 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01)G01N 3/02(2006.01) G01N 17/00(2006.01) (56)对比文件 CN 102183407 A,201 1.09.14 Jianfeng Shi 等.Study o n steel wire reinforced thermoplastic pipes under combined internal pres sure and bendi ng moment at vari ous temperatures. 《Thi n- Walled Structures》 .2021,第169卷第1-1 1页. 张捷等.模拟海 洋复杂载荷条件复合管道性 能测试装备. 《压力容器》 .2017,第34卷(第1期), 第1-7页. 审查员 孔丽丹 (54)发明名称 一种高温高压静液压强度试验设备及其试 验方法 (57)摘要 本发明公开了一种高温高压静液压强度试 验设备及其试验 方法， 其设备的承压容器的中空 筒体的内部固定待测工件， 压力调节系统通过管 道将外部 液体源至少与承压容器内部连通， 加热 系统设置为至少对承压容器内部的液体进行加 热， 换热设备的高温侧与承压容器内部的液体连 通， 压力传感器和温度传感器至少检测承压容器 的中空筒体内部的压力和温度， 控制台使得所述 承压容器内的压力大于承压容器内部液体在实 时检测温度下的饱和蒸汽压， 该试验设备可用于 管材在高温高压环境下的寿命预测试验以及试 样的老化试验。 本发明的试验设备和方法突破了 现有静液压强度试验温度局限在100℃以内， 无 法对耐热工程塑料管材进行高温静液压试验预 测寿命的限制。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 114878352 B 2022.11.11 CN 114878352 B 1.一种高温高压静液压强度试验设备， 用于非金属管材的内压试验， 其特征在于， 包 括： 承压容器、 压力调节系统、 加热系统、 换 热设备、 传感器系统和控制台； 所述承压容器形成有中空筒体， 所述中空筒体的内部设有用于 固定待测工件的固定装 置； 所述压力调节系统通过管道将外部液体源至少与 所述承压容器的中空筒体内部连通， 向所述中空筒体中注入或排出 液体形成加压或卸压； 非金属管材的两端通过密封件进行密封并放置于所述中空筒体中， 所述压力调节系统 与所述非金属管 材的内部连通， 以使试验过程中非金属管 材的内外之间形成压力差； 所述加热系统设置为对承压容器中空筒体 内部和管材内部的液体进行加热， 其加热的 范围在常压下 液体的沸腾温度与临界温度之间； 所述换热设备包括高温侧和低温侧， 所述高温侧与所述承压容器内部的液体连通， 所 述低温侧与外 部冷却水 连通； 所述传感器系统包括压力传感器和温度传感器， 至少检测所述承压容器的中空筒体 内 部的压力和温度； 所述控制台接收所述传感器系统的信号， 并控制所述压力调节系统、 加热系统和换热 设备的工作； 在静液压试验开始前， 所述压力调节系统的加压和所述加热系统的升温同时进行， 确 保该过程中承压容器和非金属管材的温度和压力始终保持一致， 同时在升温加压过程中确 保承压容器和非金属管 材内部的压力大于此时温度下内部液体的饱和蒸汽压； 在静液压试验阶段， 压力调节系统保持承压容器内的压力不变， 继续向非金属管材内 部加压， 使非金属管 材内部与承压容器内部的压力差 达到预设值。 2.根据权利要求1所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 还包括安全泄放 装置， 所述安全泄放装置包括可开闭的安全孔， 所述安全孔位于所述承压容器的底部将所 述承压容器的内部与外界连通。 3.根据权利要求2所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 所述压力调节系 统包括三通阀， 所述三通阀包括第一连接口、 第二连接口和 第三连接口， 所述第一连接口与 外部液体源连通， 所述第二连接口与所述承压容器的中空筒体连通， 所述第三连接口与所 述管材的内部连通用于向管 材内部注入或排出 液体。 4.根据权利要求3所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 所述加热系统包 括电阻加热器， 所述电阻加热器设置在所述中空筒体和所述管 材的内部 。 5.根据权利要求4所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 所述压力传感器 分别检测所述承压容器中空筒体内部和所述管材内部的压力， 所述温度传感器分别检测所 述承压容器中空筒体内部和所述管 材内部的温度。 6.根据权利要求2所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 所述承压容器由 在轴向上的至少一侧具有开口的中空筒体以及至少一个封头组成， 所述封头用于在所述待 测工件被放置入 承压容器的中空筒体后密封所述承压容器的开口。 7.根据权利要求6所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 所述承压容器上 设有第一开孔、 第二开孔和第三开孔， 所述控制台位于所述承压容器的外部， 所述传感器系 统和所述加热系统的线路通过所述第一开孔与控制台连接， 所述压力调节系统的管路通过权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114878352 B 2所述第二 开孔与外部液体源连接， 所述 安全孔与所述第三 开孔连通。 8.根据权利要求7所述的高温高压静液压强度 试验设备， 其特征在于： 所述承压容器为 卧式或者立式。 9.一种非金属管材的高温高压静液压强度 试验方法， 其特征在于： 采用如权利要求1 ‑8 中任一项所述的试验设备， 包括以下步骤： S1、 将压力调 节系统通过管道与所述非金属管材的内部连通， 将压力传感器、 温度传感 器设置为同时测量非金属管材内部和中空筒体内部的压力和温度， 将加热系统设置为可对 非金属管 材内部和承压容器内部的液体加热； S2、 将所述非金属管材的两端通过密封件进行密封， 并将密封后的非金属管材放置于 所述承压容器的中空筒体内， 并由固定装置固定， 之后将所述承压容器密封； S3、 通过控制台设置静液压强度试验的试验温度、 试验压力和最大 试验时间； S4、 启动压力调节系统分别向承压容器和非金属管 材的内部注满液体； S5、 启动加热系统开始对承压容器和非金属管材内部的液体进行加热， 同时压力调节 系统继续向承压容器和非金属管 材内部进行加压， 直至 达到预设的试验温度后保持不变； S6、 压力调节系统保持承压容器内的压力不变， 继续向非金属管材内部加压， 使非金属 管材内部与承压容器内部的压力差 达到预设的试验压力； S7、 开始静液压强度 试验， 实时监测承压容器和非金属管材内部的压力和温度， 并由控 制台控制压力调节系统和 加热系统使其稳定保持在预设的试验压力和试验温度； S8、 管材发生破坏 或者达到预设的最大试验时间， 静液压强度试验结束， 获得相应的试 验时间与管 材状态； S9、 启动换热设备， 使承压容器内部的高温液体与外部冷却水换热降温后， 启动压力调 节系统使承压容器与管 材内的液体排出外 部； S10、 温度降至室温后， 打开承压容器并将待测的管 材取出， 观察管 材的破坏程度。 10.根据权利要求9所述的非金属管材的高温高压静液压强度试验方法， 其特征在于： 在整个试验进程中进 行安全监测， 当温度传感器或压力传感器监测到承压容器或管材内部 的温度或压力出现异常变化时， 启动换热设备， 且安全泄放装置 打开安全孔， 对承压容器内 进行快速冷却 和高温液体的安全泄放。 11.根据权利要求9或10所述的非金属管材的高温高压静液压强度 试验方法， 其特征在 于： 在步骤S5中， 控制台对加压速率、 加热功率进行控制， 确保承压容器和待测的非金属管 材内部的温度和压力均保持一 致， 并且压力高于液体在对应温度状态下的饱和蒸汽压 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114878352 B 3