通過封隔器給樣品施加機械應力的設備和方法

專利名稱：通過封隔器給樣品施加機械應力的設備和方法
通過封隔器給樣品施加機械應力的設備和方法技術領域
這里"管形樣品"是指任何管體或可能通過套接管互相連接的管 節(tab&)組件。因此，可以涉及或者一單一管體，或者通過任何方式例 如焊接連接的兩個管節，或者兩個分別包括陽螺紋和陰螺紋并通過這些互 相旋擰的公螺紋和母螺紋構成的螺紋連接件連接的管節，或者這樣的兩個 管節，其中，每個管節帶有公螺紋，并通過一帶有兩個母螺紋的套接管構 成的螺紋連接件互相連接。031另外，這里"管體，，是指在困難開發環境中用于在壓力、和/或機 械應力、和/或腐蝕、和/或高溫領域例如油井或煉油廠的任何管形元件。 因此可以涉及例如鉆井管(或"鉆管")，或用于管柱(或"套管")或 生產油或氣(或油管)的、光滑的或有螺紋的無焊縫管(tube sans soudure )， 或者管道，還或者管線。
所述第三壓力部件包括一第三流體供應管線，其適合于向每個 作用區提供流體(例如一種加壓液體)，以便在所述樣品(ET)上施加所 述第二選定內壓；[33
一分路裝置(DA)，所述分路裝置(DA)與所述第一流體供 應管線和所述第三流體供應管線連接；和一泵(PE)，所述泵(PE)與 所述分路裝置(DA)聯接；[34] 所述封隔器(或chaussette )的支撐部件(TU)是一形成空心 中心管道的管體,該空心中心管道限定出所述第三流體供應管線的一部分， 并且具有兩個相對的端部，其中至少一端部通向一作用區(ZA)，以便為 該作用區(ZA)提供流體；[35
兩個封堵構件，所述封堵構件與所述封隔器(P)的兩端部相 間隔開地安裝，用于形成至少一作用區(ZA)，以便在所述作用區(ZA) 處對所述樣品施加所述選定的第二內壓；[36
所述第一流體供應管線的一部分和/或所述第二流體供應管線
的一部分位于所述中心管道內；[37
至少一個溫度傳感器(CT),所述溫度傳感器(CT)用于安 裝在所述樣品(ET)的一選定地點，以便傳送代表所述樣品在該選定地點 的溫度的第三測量值；[381 至少一個壓力傳感器(CP)，所述壓力傳感器(CP)用于安 裝在所述樣品(ET)的一選定地點，以便傳送代表所述樣品在該選定地點 的內壓的第四測量值；[39
所述控制部件被設置成將來自某些所述第一測量值的第一結 果與來自至少某些所述第二測量值的第二結果進行比較，以便在第一結果 與第二結果相容時，允許繼續進行試驗。[40本發明還涉及管形樣品的施加機械應力的方法，該方法包括在 所述樣品(ET)中，在一待測試區域(ZT)處，引入至少一封隔器(P)， 所述封隔器(P)具有一縱向展幅，該縱向展幅大于所述待測試區域(ZT) 的縱向展幅，并且所述封隔器(P)包括第一壓力部件、第二壓力部件和/ 或第三壓力部件；然后用所述第一壓力部件局部改變所述封隔器(P)至 少第一部分的直徑，以使所述封隔器(P)在所述待測試區域(ZT)處貼 靠所述樣品(ET)的一內表面；并用所述第二壓力部件在位于所迷封隔器 (P)的第二部分處的所述內表面的一部分上施加一第一選定內壓；并且/ 或者在與所述封隔器(P)的一端部相間隔處，將至少一封堵構件連接到 所述樣品(ET)上，以形成一作用區(ZA);然后用所述第三壓力部件 在所述作用區(ZA)處向所述樣品(ET)施加一第二選定內壓。[41符合本發明的方法可以包括一些補充特征，這些特征可以單獨或 組合存在，特別是[42].在所述樣品(ET)外表面的至少一選定地點處設置至少一個應 變計(Jk)，以得到代表所述樣品在所述選定地點承受的應變狀態的第一 應變測量值；[43
在所述樣品(ET)外表面的至少兩個選定地點處設置至少兩個 應變計(Jk)，以得到代表所述樣品在每個所述選定地點承受的應變狀態 的第一應變測量值；[44
另外設置兩個支撐部件，所述樣品(ET)安裝在這兩個支撐
部件上；和一旋轉馬達(MT),其與一激勵部件(B、 AR，)聯接，所 述激勵部件裝設有一偏心質量塊式裝置(DME),所述偏心質量塊式裝置 與所述樣品(ET)的一端部聯接并形成一配重；并且，通過所述馬達(MT) 帶動所述偏心質量塊(DME )以一可調節的速度轉動，以使所述樣品(ET ) 根據所述配重承受一選定的振動激勵，從而使所述樣品產生周期性彎曲變 形；[45.將所述支撐部件中至少一個安設在所述樣品(ET )的一振動節 點處；[46
在一初步參考階段，首先根據希望所述樣品(ET)承受的應變 幅度選擇所述馬達(MT)的初始轉速；[47.在初步參考階段之后，調配所述馬達(MT)的所述轉速，使 得由所述樣品(ET)承受的、并由第一測量值表示的彎曲應變的幅度基本 保持恒定；[48
在所述樣品(ET)的所述外表面的選定地點處，設置至少一對 加速度計，所述加速度計互相分開卯°角，并用于傳送代表所述樣品(ET ) 承受的位移的第二測量值；并且，根據每對加速度計傳送的最近第二測量 值，調配所述馬達(MT)的轉速，使得所述樣品(ET)在所述選定地點處承受的徑向彎曲位移的幅度基本保持恒定；[49
在所述樣品的所述外表面的其它選定地點處，設置至少其它兩 對加速度計，每對所述加速度計互相成90。角地安設在所述樣品(ET) 外表面的其它選定地點處，并用于傳送代表所述樣品(ET)在所述其它選 定地點處承受的位移的其它第二測量值；并且，對最近的第二測量值進行 組合，以便按照所述組合，調配所述馬達(MT)的轉速，使得由所述樣 品(ET)在所述選定地點處承受的彎曲位移的幅度基本保持恒定；[50
將至少一對加速度計傳送的至少所述最近第二測量值與代表 初始位移幅度的參考第二測量值進行比較，所述初始位移幅度相當于在選 定地點處希望的彎曲位移的幅度，然后根據所述比較的結果，調配所述馬 達(MT)的所述轉速；[51] 確定所述最近第二測量值代表的位移幅度與所述希望的彎曲位移幅度之間的相對偏差；然后將該偏差與 一調節允差區間的范圍進行
較，以便在所述偏差在所述調節允差區間之外時，調配所述馬達的轉速； [52
檢測所述馬達(MT)施加的每個轉動，例如每次收到的信號數量等于一選定數量時，調配馬達(MT)的所述轉速；[53
在應力試驗的過程中，指令所述馬達(MT)帶動所述偏心質量塊式裝置(DME)按照一選定的轉速序列轉動，以使其承受一選定序列的振動激勵；[541 在所述待測試區域(ZT)處在所述樣品(ET)的周圍進行泄 漏測試；[55
將兩個封堵構件與樣品相聯接，該封堵構件與封隔器的兩端相 隔開，以便形成兩個作用區，在這兩個作用區域中使樣品承受第二選定內 壓；[56
設置至少一個溫度傳感器(CT)，所述溫度傳感器(CT)安 裝在所述樣品(ET) —選定地點，以便得到代表所述樣品在該選定地點的 溫度的第三測量值；[571 設置至少一個壓力傳感器(CP)，所述壓力傳感器安裝在所述 樣品(ET)的一選定地點，以便得到代表所述樣品在該選定地點的內壓的 第四測量值；[58] 將來自至少某些所述第一測量值的第一應變結果與來自至少 某些所述第二測量值的第二徑向位移結果進行比較，以便在第一結果與第 二結果相容時，允許繼續進行試驗。


[59考查下面的詳細描述和附圖可以了解本發明的其它特征和優點， 附圖如下[601 _圖1示意性地表示一符合本發明的施加動態機械應力設備的實 施例；[61一圖2示意性地表示用于符合本發明的施加應力設備的封隔器的 實施例；[62
一圖3示意性地表示一用于符合本發明的施加應力設備的封隔器 的變型；—圖5示意性表示應變計在樣品上就位的實例；[65一圖6在一橫剖視圖中示意性地表示在馬達軸與管形樣品之間的激勵裝置的實例；[66一圖7示意性地表示樣品在施加動態機械應力情況下的位移；和 [671—圖8是表示通過一橢圓計算動態位移的一部分。
具體實施方式
[68附圖不僅可以用于使本發明完整，必要情況下還有助于定義本發明。[69為了描述一用于管形樣品ET的施加機械應力設備I的實施例， 首先參照圖l和2。70如引言部分中指出的，這里"管形樣品"是指任何管體或互相之 間連接的管體組件，管體之間可以通過一連接套筒進行連接。因此，本發 明適用于對以下形式的管形樣品施加機械應力[71'單管(或管形零件)；[72
兩個通過任何方法如焊接連接的管體(或管形零件)；[73
一帶有公螺紋的第一管體(或管形零件)和一帶有母螺紋的第二管體(或管形零件)，母螺紋用于與公螺紋配合，以形成螺紋連接；以及[74
一帶有公螺紋的第一管體(或管形零件)、 一也帶有公螺紋的 第二管體(或管形零件)、以及一個帶有兩個母螺紋的連接套筒(或管形 零件)，兩個母螺紋用于分別與公螺紋配合，以構成螺紋連接。[75在圖1所示的實例中，設備I特別用于施加動態機械應力。但是 本發明不局限于這種情況。實際上，本發明同樣適用于施加動態機械應力 和靜態才幾械應力。[76這里"靜態機械應力"是指在一時間間隔內基本恒定的應力，并 且特別產生于在管形樣品上施加一壓力和/或拉伸力，而"動態機械應力" 是指其它任何隨時間變化的應力，例如不僅在管形樣品上施加一壓力和/ 或拉伸力，而且還施加用于使樣品周期性彎曲變形的一選定振動激勵。77另外，這里"周期性應力的幅度"是指波峰到波峰距離的一半。781如圖1所示，才艮據本發明，i殳備I首先包括用于對一樣品ET產 生機械應力的第一部分(或工作臺)。該第一部分(至少)包括封隔器P (示于圖2)，也叫做填塞桿(bourroir)或襪筒形體(chaussette),位 于樣品ET內的一個要測試的區域ZT中。79在圖1所示的非限定實例中，管形樣品ET (下面叫侮:樣品)由 第一管體Tl和第二管體T2以及一連接套筒MR構成，每個管體帶有一公 螺紋(未出示)，連接套筒帶有兩個母螺紋，用于分別與公螺紋配合，以 構成將要被測試的螺紋連接。這就是待測試區域ZT處于連接套筒MR處 的原因。當然，樣品ET的任何其它區域也可作為測試對象。[801 根據本發明，封隔器P的縱向(沿管體縱軸)展幅(extension ) 應大于待測試區域ZT的縱向展幅，并且包括第一、第二和/或第三壓力部 件。[81第一壓力部件負責至少局部改變封隔器P的第一部分PP的直 徑，使其在待測試區域ZT貼靠樣品ET的內表面。[82例如如圖2所示，可以通過一密封安裝在封隔器P的一個管體 TU外表面上的可變形環形膜片M和一種在選定壓力下傳送到管體外表面 與膜片M之間的流體局部改變封隔器P的直徑，流體通過屬于第一壓力 部件的第一供應管線CI傳送。[83]這里膜片M處于封隔器P的一中心區域。[84在圖3所示的變型中，封隔器P可以包括一可變形膜片M，膜片 M包括一中心部分PC,該中心部分可以帶有可以使流體很好分布并施加 內壓的突臺或絨毛，中心部分的每一側被優選為光滑的兩個部分Ml和 M2延長。[85通過第一供應管線C1注入的帶壓流體可以4吏膜片M的至少一部 分(至少為Ml和M2)貼靠樣品ET的內表面，因此使封隔器P在所述 樣品ET內的待測試區域ZT處固定不動，同時隔絕該待測試區域ZT的至 少一部分(特別是膜片的中心部分)。[86流體優選是一種加壓液體，例如水。它的最大壓力取決于樣品ET的直徑。例如對大于7英寸的直徑可以考慮最大壓力為600bar,該值 顯然還取決于使用的泵的類型。87第二壓力部件負責在與封隔器P的第二部分相對的樣品ET內表 面的一部分上施加第一選定內壓PIl。在圖2所示的實例中，封隔器P的 第二部分位于膜片M處。該部分構成第一部分PP的一個子部分，膜片M 延伸在該部分上。相反，在圖3所示的實例中，封隔器P的第二部分是位 于膜片M的兩個端部部分M1與M2之間的中心部分PC。88例如，如圖2所示，第二壓力部件包括第二流體供應管線C2， 該管線帶有一個與樣品ET內表面相對的出口。第二供應管線C2在選定 壓力下為樣品ET處于封隔器P第二部分處的區域提供流體，因此在該區 域建立第一內壓PIl,因此使樣品ET (這里更確切地說是它的螺紋連接) 處于類似于困難使用條件時遇到的基本為徑向的壓力。[89在第二供應管線C2中流動的流體優選是一種加壓氣體，例如氦。 它的最大壓力取決于樣品ET的直徑。例如，對7英寸以上的直徑，可考 慮最大壓力為600bar，該值顯然還取決于〗吏用的泵的類型。[90第三壓力部件與至少一個封堵構件Bl配合，該封堵構件安裝在 距封隔器P的一端一選定距離上，以便在樣品ET中形成一作用區ZA， 樣品ET在該區域承受第二選定內壓PI2。因此可以在樣品ET的作用區 ZA內產生一拉伸力。[91例如，封堵構件Bl固定在樣品ET兩端的其中一端。當該端帶 有螺紋時，可以通過旋擰進行固定。[92當希望在樣品ET的整個長度上產生軸向拉伸負荷時，設置兩個 封堵構件B1和B2。例如，每個封堵構件B1、 B2固定在樣品ET兩端的 其中一端上。而作用區ZA延伸在兩個封堵構件Bl和B2之間。當樣品 ET的兩端帶有螺紋時，封堵構件B1和B2的固定可以通過旋檸進行。作 為變型，封堵部件的固定可以通過任何其它方式進行，例如通過在樣品端 部與封堵構件之間的連續焊縫進行。[931軸向拉伸負荷的值T例如通過下式給出 [94其中IDt為樣品ET的內徑，因此是管體T1、 T2的內徑，IDp是 封隔器P的管體TU的內徑，(PI2)是第二內壓。[95作為變型，可以考慮在封隔器P的兩側在樣品ET中產生兩個獨 立的作用區，以便在樣品兩個部分的每個相應部分上施加一軸向拉伸。[96例如如圖2所示，第三壓力部件包括負責給每個作用區ZA提供 加壓流體的第三流體供應管線C3。[97為了給每個作用區ZA提供流體，例如可以使用封隔器P的管體 TU。更確切地說，當管體TU排空時，可以用于引導通過第三管線C3傳 送的流體，并構成第三管線的一部分。例如如圖2所示，第三管線C3包 括一個與管體TU的壁中形成的穿透孔眼連接的出口 ，因此可以給管體TU 提供加壓流體。[98在第三供應管線C3中流動的流體優選是一種加壓液體，例如水。 例如，無論樣品ET的直徑如何，都可考慮最大壓力為600bar。[99為了優化待測試區域ZT與作用區域ZA的隔絕，選擇在第一壓 力部件中流動并用于使封隔器P的膜片M膨脹的流體壓力大于第一和第 二內壓PIl、 PI2。[1001當同一流體在第一流體供應管線Cl和第三流體供應管線C3中 流動時，例如這些管線可以與一分路裝置DA連接，該分路裝置另外與一 高壓泵PE連接。由于該分叉裝置DA，例如可以從位于管體TU與膜片M (或它的中心部分PC)之間的每個區域建立選定壓力開始，以便使封隔 器P在樣品ET內固定不動，并且如果希望在樣品ET上施加一拉伸力， 則關閉第一管線C1，并打開第三管線C3，以便在每個作用區ZA建立第 二內壓PI2。[101當然，每個供應管線C1-C3可以設置它自己的高壓泵。 [102由于存在空心(或排空)管TU，第一管線C1和第二管線C2的 至少一部分優選位于管體TU內。在這種情況下，第一管線Cl的每個出 口與至少一個在管體TU壁的相應膜片M處形成的穿透孔眼連接。在封隔 器P的第一實施例中(圖2所示)，第二管線C2在一孔眼處穿過管體TU 的壁，并且以密封方式與膜片M中形成的另一穿透孔眼連接。在封隔器P 的第二實施例中(圖3所示)，第二管線C2與在中心部分PC處的管體
TU壁中形成的穿透孔眼以密封方式連接。通過這些應變計Jk，可以了解，特別是初始了解(參照準備階段) 樣品ET在一個或幾個地點(或截面)承受的(單軸向或多軸向)應變的 狀態，因此了解施加在樣品ET上的應力的作用。樣品ET在某些條件下可以承受可以達到600bar的內壓。[128還可使用第一壓力部件(第一管線Cl)使樣品ET承受單純拉伸 力，以便使膜片M貼靠樣品ET的內表面，使用第三壓力部件(第三管線 C3 )通過封隔器P的管體TU在封堵構件Bl和B2之間的每個作用區ZA 內施加第二內壓(軸向)PI2。[129最后可以使樣品ET承受一與拉伸結合的壓力，使用第一壓力部 件(第一管線C1)使膜片M貼靠所述樣品ET的內表面，使用第二壓力 部件(第二管線C2)在樣品ET的內壁局部施加第一內壓(徑向)PIl， 并使用第三壓力部件(第三管線C3 )在封堵構件Bl和B2之間通過封隔 器P的管體TU在每個作用區ZA中施加第二內壓(軸向)PI2。[130重要的是，需要注意的是，機械應力測試可以包括一單一階段， 該階段中每個應力(壓力和/或拉伸)的強度基本恒定，或者包括至少兩個 階段的順序，在這兩個階段中，至少一個應力的強度從一階段到另一階段 是變化的。[131測試可以分幾個階段實現，每個階段由一特殊應力組合形成，從 而，例如探索VonMises橢圓輪廓的一部分、或從所述橢圓出發形成的各 種其它線條，例如所述橢圓的同位線(ligne homoth6tique )的部分。[132測試由技術員確定參數的數據集(fichier)確定。如果測試已經
中斷，還可重新進行。該數據集包括所有與樣品ET (基準點、直徑)和 管線Cl-C3的壓力有關的信息以及測量和監測的M。[133如圖1所示，當希望以動態方式給^=羊品ET施加應力時，i殳備I 用于施加應力的部分應包括與壓力部件(M、 Cl-C3)互補并且與樣品ET 聯接的部件，以便使樣品承受選定的振動激勵，使樣品產生周期性彎曲變 形。[134]這些互補部件的形式優選是樣品ET的兩個支撐部件Sl、 S2和 一個與激勵部件連接的旋轉馬達MT，激勵部件與樣品ET的一端聯接。[135例如，如圖1所示，每個支撐部件S1、 S2的形狀是一活動支撐 部件，它的位置可以根據應力和樣品ET的尺寸的需要而變化。例如每個 活動支撐部件Sl、 S2由Firestones-Bridgestone公司以"pneuride，，的商 標銷售的軟作動缸構成。136如圖6所示，例如激勵部件由一個與樣品ET的一端固定連接的 箱子BO構成，箱子BO旋轉裝有一偏心質量塊式裝置DME，裝置DME 旋轉安裝在一支撐軸AR，上。該偏心質量塊式裝置DME對樣品ET的相 關一端形成一配重。[1371馬達MT與激勵部件支撐軸之間的連接可以是直接連接或等速 連接LH，如萬向節型或塑料鉸鏈型，這種連接保證馬達MT的輸出軸AR 與激勵部件之間的聯接。[138通過圖1所示的等速連接進行的聯接的優點是可以使馬達MT固 定在設備的框架上，并且使馬達不受強烈振動。[139直接聯接需要將馬達裝在樣品ET的端部，這樣做具有下面將要 描述的其它優點。[1401例如可以^吏用電功率為15kW的馬達MT，該馬達可以以約為 3000轉/分鐘的最高轉速帶動軸AR。[141例如，并如圖6所示，偏心質量塊式裝置DME通過兩個滾珠軸 承RB旋轉安裝在箱子BO中。[142當馬達MT帶動偏心質量塊轉動時，偏心質量塊迫^f吏箱子BO徑 向振動。由于樣品ET位于兩個支撐部件S1和S2上，并且它的其中一端 與箱子BO連在一起，因此也迫使樣品ET振動。因此樣品ET承受選定 的振動激勵，該振動激勵(特別)取決于偏心質量塊式裝置DME形成的 配重，并導致樣品彎曲變形。更確切地說， 一基本頻率等于配重的旋轉頻 率的彎曲波以相對它的靜止縱軸轉動的方式在樣品ET中傳播。[143這種激勵可以產生帶有旋轉應變和/或旋轉形變的應力，例如海上 平臺和/或海洋水流的移動、和/或下降到從垂直線傾斜的井中的管柱旋轉 所產生的應力。144為了樣品在實驗過程中的穩定性，非常優選的是，將兩個支撐部 件Sl和S2設置在振動節點處。[145在帶有等速連接LH的設備的情況下，這一般是不可能的，因為 這種連接必須處于振動節點處。只有支撐部件Sl可以位于一振動節點。 因此另一支撐部件S2可能承受很大的振動。[146在馬達MT與激勵部件之間直接連接的情況下，可以將兩個支撐 部件S1、 S2設在振動節點處，這是有利的和優選的。[147在圖1的箭頭VII-VII具體示出的截面處，由樣品ET追隨的路 徑示意性示于圖7中。實線的中心圓表示樣品ET的靜止初始位置，點線 圓形(cercle en pointings )表示樣品ET受到振動激勵時的相繼位置，和 短線圓形(cercle en tirets )表示樣品ET受到振動激勵時它的縱軸的路徑。[148因此可以在樣品ET的整個圓周上得到基本均勻的應變幅度和/ 或徑向彎曲位移幅度。[1491例如使用一質量小于或等于30kg的偏心質量塊和稱為分辨率 ("solution)的振動模式1，其共振頻率大約在20Hz到30Hz之間。因此 可產生周期性彎曲，其徑向位移幅度可以超過上百毫米，例如當樣品ET 的直徑為16英寸并且長度為幾米時，樣品ET中心處的位移幅度約為 120mm (連接套筒MR的螺紋連接處于該中心)。[150需要指出的是，馬達的轉動頻率越接近共振頻率，樣品ET承受 的彎曲波的幅度越大。可以通過一接受控制模塊MC指令的變換器VR選 擇馬達MT的轉速，下面將描述該模塊MC。[151選擇在一個小于樣品ET在模式1的共振頻率的轉速范圍內工 作。該共振頻率取決于樣品ET的參數(如長度和材料)和其它參數(如 封隔器P的類型和樣品ET中的流體類型)。該共振頻率理論上可以從理論計算確定，但是由于參數的復雜性，優選從帶有和沒有配重(DME)的 試驗確定。 一般說來，樣品的長度越短，共振頻率越大。[152為了得到給定的樣品位移幅度，施加在樣品ET端部的激勵力F 取決于樣品的長度。樣品ET的長度越小，樣品中對給定位移(或應力) 的幅度的激勵力應越大。[153]取決于要使用的(質量M)的配重、配重的慣性中心的半徑r和 馬達轉速N的激勵力F由下式給出[154F = M.r.oAsi錯t[155其中co-2tt.N,且N為轉/分鐘。[156
一般選擇比模式1的共振頻率小幾赫茲的轉速N。[157為了可以控制馬達MT的轉速，設備I包括一控制模塊MC，該 控制模塊MC例如安裝在一計算機PC中。更準確地說，控制模塊MC負 責調節馬達MT應帶動偏心質量塊DME的轉速，以便使樣品ET承受一 振動激勵，該激勵可以產生應變幅度的周期性彎曲變形或初步參考階段確 定的基本恒定的徑向位移。[158初始彎曲變形的建立優選在初步參考階段在一給定的時間間隔 中進行。實際上，考慮到使用的配重，理論上可以確定得到樣品ET需要 的彎曲變形所需的馬達MT的轉速。但是，在實際應用中， 一般應進行速 度的調整，以便使實際變形與需要的變形相對應。[159因此初步參考階段在于例如通過控制模塊MC給馬達MT強加一 比較低的初始速度，然后例如通過至少一應變計Jk閱讀樣品ET承受的應 變幅度。可以通過測量的應變幅度與希望幅度的比較確定轉速是否適當(在 相等的情況下)，或者是否應適配初始速度(在不同的情況下)。比較可 以由^作技術員手工進行，或者通過控制模塊MC自動進行。[1601如果實際變形與希望的變形不等，將轉速增加一給定的增量，使 新的轉速導致所需的應變幅度。新的轉速增量可以由操作技術員手工進行 或通過控制模塊MC自動進行。[161為確定要施加的轉速而進行的不同(第一)應變測量值叫做第一 參考測量值。[1621可以用第一對加速度計Ail和Ai2以及也可用其它成對加速度計Ai，l和Ai，2傳送的(第二)加速度測量值代替(第一)應變測量值，因此 這些測量值作為樣品ET承受的徑向位移的參考測量值，并且在得到導致 樣品的給定位移幅度后確定第二參考測量值。[163重要的是，應當指出的是，用于第二測量的加速度計不應位于振 動節點，也不應靠近振動節點。[164
一旦從第一或第二參考測量值確定了轉速，則可開始應力試驗。 可以考慮任何類型的試驗。[165例如可以通過被馬達MT帶動的激勵部件使樣品只產生周期性 彎曲變形。本發明可以用于只進行周期性彎曲變形試驗的樣品(沒有疊加 周期性應力的純動態條件)。在這種情況下，只使用互補部件(而不需要 封隔器、壓力部件和封堵構件)。[166還可通過被馬達MT帶動的激勵部件使樣品ET產生周期性彎曲 變形，同時又使用第一壓力部件(第一管線C1)使樣品承受單純壓力，使 膜片M貼靠所述樣品ET的內表面，并使用第二壓力部件(第二管線C2 )， 在樣品ET的內壁上局部施加第一內壓(徑向)PIl。[167還可通過被馬達MT帶動的激勵部件使樣品ET產生彎曲變形， 使樣品承受單純拉伸力，使用第一壓力部件(第一管線C1)使膜片M貼 靠所述樣品ET的內表面，使用第三壓力部件(第三管線C3),以便通過 封隔器P的管體TU在封堵構件Bl和B2之間的每個作用區ZA施加一第 二 (軸向)內壓PI2。[1681最后還可通過被馬達MT帶動的激勵部件使樣品ET產生彎曲變 形，使樣品承受與拉伸結合的壓力，使用第一壓力部件(第一管線C1)使 膜片M貼靠所述樣品ET的內表面，使用第二壓力部件(第二管線C2) 在樣品ET的內壁上局部施加第一 (徑向)內壓PIl，使用第三壓力部件 (第三管線C3 )，以便通過封隔器P的管體TU在封堵構件Bl和B2之 間的每個作用區ZA施加一第二 (軸向)內壓PI2。[169重要的是，需要指出，使用與符合本發明的樣品裝在一起的封隔 器、壓力部件和封堵構件，可以非常有利地將靜態應力與周期性動態應力 的組合進行疊加一一而帶有作動缸的現有技術的試驗設備不能做這樣的疊 加，并且可以非常有利地選擇給定的靜態應力組合一一通過一流體提供簡 單內壓的現有技術的設備不能這樣選擇。[170另外很重要的是，需要指出， 一動態應力試驗可以包括一單一階 段，在該階段中，每次施加應力(彎曲變形和壓力和/或拉伸)的強度基本 恒定，或者包括至少有兩個階段的順序，在這兩個階段中，其中至少一個 施加應力的強度從一階段到另一階段是變化的。例如， 一動態應力試驗可 以包括一階段順序，其中壓力和/或拉伸保持基本恒定，而偏心質量塊 (DME的轉速從一階段到另一階段是變化的(例如以遞增的方式)。[1711如前面指出的，試驗由技術員確定參數的數據集確定。該數據集 包括所有與樣品有關的信息(基準點、直徑)和與負荷條件有關的信息(配重質量、 一順序的每個階段的轉速(或頻率)、每個階段的周期數(或轉 速))，以及與管線C1-C3的壓力有關的信息，以及測量和監測的參數。[172注意到，疲勞現象由裂縫的出現來特征化，所述裂縫在一定數量 的周期(或馬達轉動)后尤其穿過所述樣品的壁傳播。[1731當一疲勞裂縫在樣品中傳播時，樣品會失去"整體性"，并且如 果轉速(或頻率)保持恒定，則樣品承受的應變的和/或徑向位移的幅度會 發生變化。[174]疲勞裂縫出現前的其它原因也可能導致應變或位移幅度的變化。175因此，如果希望樣品ET的應變或移動變形從應力試驗的開始到 結束基本保持恒定，設備I必須包括一個建立在轉速調節上的錯誤彌補系 統，速度調節通過馬達MT根據進行的測量值與參考值之間的比較加給配 重(DME)。[l76轉速調節至少建立在1771 在代表樣品ET初始承受的應變幅度的第一參考(應變)測量 值上；[1781 在后來進行的代表樣品ET在試驗時的任何時刻承受的應變幅 度的第一測量值上。[179作為變型，轉速調節至少建立在[180
在代表裝有一對加速度計的樣品ET的每個截面處的位移幅度 并與初始變形幅度相對應的第二參考測量值上；[181.在代表樣品ET在試驗過程中在其裝有第一對加速度計A11和A12的截面處承受的位移的后來進行的第二測量值上；182
也可在代表樣品ET裝有另外一對加速度計Ai，l和Ai，2的其它 截面處承受的其它位移的其它第二測量值上。例如控制模塊MC可以確定 最近的第二測量值提供的位移幅度與所需的彎曲位移幅度之間的相對偏 差，然后將該偏差與選定調節允差區間的限度進行比較，以便在每次該偏 差在調節區間以外時調配馬達MT的轉速。這里超過閾值被視為是一個應 糾正的錯誤。[183例如將相對偏差與一固定百分比的調節區間界限進行比較，例如 該百分比等于±2.5%。如果正確值與最近值之間的相對差在-2.5%與+2.5% 之間的區間之外，則應糾正錯誤。[184可以確定一叫做警戒允差的笫二區間，例如該區間等于調節區間 的二倍，并且在調節區間上對中，以便如果相對偏差在該第二區間外，則 啟動試驗停止。[185這就是說，位移可轉換為應變。[186控制模塊MC進行的轉速校正建立在按照一選定頻率進行的測 量上。例如該頻率相當于被馬達MT帶動的軸AR的轉動頻率。例如軸 AR的每次轉動通過一轉動檢測器DR進行檢測，并表現為生成一送往控 制模塊MC的信號。因此控制模塊MC每次收到數量等于選定數量的信號， 它就通過伺服裝置詢問相關加速度計和/或應變計，并使用它們的(第 一和 /或第二)測量值進行所述伺服。轉動檢測器DR例如為光學類型(例如包 括一激光閱讀器，這種激光閱讀器可以是Keyence公司商業銷售的類型)。[187重要的是，應指出，伺服可以從至少某些(移動)加速度計傳送 的測量值或者同時從至少某些(移動)加速度計和至少某些(應變)計傳 送的測量值進行。[188下面描述計算加速度計的(第二)測量值上進行伺服的實例(計 算可以以同樣方式在(第一)應變測量值上進行)。[189]該計算實例從假i殳樣品ET的操作變形開始為l級，因此每個帶 有一對加速度計的截面在激勵頻率下的位移幅度直接與樣品ET承受的應 變有關。在這些條件下，為了使與初始變形對應的初始應變保持恒定，只 需使每個位移幅度保持恒定
l卯每當控制模塊MC從轉動檢測器DR收到一個信號(或"toptour")，它就記下每對加速度計進行的(第二)測量值，并從中推出第一最大幅度值和圍繞激勵頻率的相應相位值。[1911例如從加速度計傳送的瞬時信號的頻鐠分析出發，并根據頻率分 辨率和頻率fn和fn兩側的頻率d和fn+1的譜線值通過下面所述的算法校正每個最大幅度值。[192假設an為頻率fn下的最大幅度，和an+1是頻率d和fn+1下的 幅度，pf是頻率分辨率，則頻率fn下校正后的(加速度)幅度a、由關系 式a、-an/pa給出，并且<formula>formula see original document page 31</formula> [193]和<formula>formula see original document page 31</formula>[194然后通過頻譜雙重積分將這些校正后的(加速度)幅度轉換為位 移(u)，其中<formula>formula see original document page 31</formula>[195]這里一對加速度計傳送的代表一理論位移的兩個信號的形狀為 正弦曲線。[196這兩個信號在樣品ET同一截面上的軌道畫出一橢圓，橢圓的長 軸構成在樣品ET截面上的最大位移幅度。[197如圖8所示，該橢圓內切在一矩形中，矩形的邊a和b相當于測 量并校正的(加速度)幅度。它的主軸與x、 y軸分開一角度a，成對加速 度計的測量沿x、 y軸進行。[198兩個信號的參數方程可以用下面的方式表示(在圖8中看到，例 如對top tour給出的一點M): [199OM^ x = acos(ot [2001 OM2: y-bcos(ot+①)，妮
應變計Jk的測量值在傳送給分析卡CA前優選通過信號調節才莫 塊MCS進行調節，調節模塊MCS的類型例如為HMB測量中心。229分析卡CA例如通過一接口卡PCI/PCMCIA與計算機PC連接。[2301用于在分析卡CA內分析信號的部分例如包括一分析器OR25, 該分析器包括用于通過快速傅立葉變換FFT進行頻率分析的OR763型分 析模塊和一個OR773型存儲模塊。[231分析器OR25使用的測量模式例如為實時FFT模式。考慮到振 動激勵頻率的范圍(一般為10-50Hz)，要使用的分析頻帶應規定在50到 100Hz之間。[232當使用轉換器VR的電位器調節速度的變化步長約為2/100轉時， 這相當于頻率變化約為0.1Hz。因此(由分析帶與譜線數量的比確定的) 測量分辨率應小于或等于該變化步長。每個測量的持續時長與該頻率分辨 率成反比例如對0.05Hz的分辨率，測量持續的時間為20秒。該分辨率 在分析器中的調節通過鐠線數量進行。技術員可以改變該分辨率的調節， 以控制測量持續的時間。233分析器OR25按模量和相位進行頻鐠測量，所述測量與轉速計信 號同步，所述轉速計信號由與其聯接的轉動(或圏或周期)檢測器DR傳 送。進行這些測量優選時間是平均的。可以考慮調節時間平均值的數量。 控制模塊MC計算一次采集的持續時長，并顯示在計算機PC的屏幕上。 作為定義，包括在兩個伺服測量之間時間間隔的持續時長等于所述釆集時 期與所述確定的平均值的數量的乘積(produit)。[234有利地，管理所述分析卡CA的輸入通道的飽和度。在這種情況 下，對分析器的每個通道規定一個對分析卡CA的模擬/數字轉換器的輸入 值區間。分析器可以檢測測量期間轉換器的飽和度，該飽和度為一錯誤測 量的特征。所述輸入值區間的調節可以為測量值設置轉換器的全部數字動
態范圍(例如16位)。[235分析器OR25還可設置輸入值區間的自動標定模式。分析器從最 大信號出發確定每個輸入通道的最佳調節范圍。每個最佳值也可加入一安 全余量。[236因此技術員可以對每個輸入通道規定固定或自動輸入值的范圍 (以及相關的安全余量)。重要的是，試驗過程中， 一次測量期間的任何 飽和度檢測導致記錄一個事件，并且試驗停止。2371分析器OR25對使用的每對加速度計提供一個被轉動檢測器DR 傳送的每個轉速信號(或top tour)確定節律的相位值。實際上，該相位 值代表安^L在樣品ET —截面處的一對兩個加速度計之間的相對相差。分 析器OR25提供不同測量信號相對每個top tour信號的完全同步性。[238只有在存在top tour信號的情況下，相位測量才能正確進行。在 失去轉速信號的情況下，分析器不啟動測量。當在選定的延遲內(例如等 于2秒)沒有檢測出任何top tour信號時，控制模塊MC檢測出 一個問題。[239應變計Jk的信號優選與成對加速度計傳送的信號同時收集和分 析。因此可以在計算機PC的屏幕上跟隨測試的樣品在每個裝有應變計Jk 的截面處承受應力的變化。[240轉動檢測器DR的出口例如不僅與分析卡CA連接，還與一圏數 計數盒BCT例如ADAM 4080盒連接，該計數盒本身通過總線RS485與 一通訊盒BCN例如ADAM 4520連接，該通訊盒BCN通過連接件RS232C 與計算機PC的串聯接口連接。[241圏數計數可以確定樣品從開始試驗到試驗停止(由于樣品斷裂、 內壓泄漏、在一特定允差間隔內不能伺服、太靠近共振頻率的運行、或其 它任何設置用于使試驗停止的原因)承受的彎曲周期數。[242通過控制模塊MC進行的圏數(或轉動或周期)的計數通過定期 閱讀串行接口上的幀(trames)進行。例如，調節期間通過伺服識別的每 個通訊錯誤產生一個中斷伺服的圏數(或周期數)的計數缺陷。[243]控制模塊MC的形式可以是一電子線路(或"硬件，，)、邏輯模 塊(或信息或"軟件")，或電子線路與邏輯模塊的結合。[244本發明不局限于前面只是作為實例描述的施加應力設備和施加 應力方法，而是嚢括本領域技術人員可以在下面的權利要求的范圍內考慮 的所有變型。[245本發明的目的例如是用于兩個管體構成的管體零件，兩個管體之 間通過螺紋連接之外的任何其它方式連在一起。[246因此樣品可以由兩根通過任何種類的焊接方法連接的管體構成， 這里焊接方法一詞是廣義的，因此包括熔化焊接(有附加材料或無附加材 料)或無熔化焊接、銅焊或釬焊、固態和/或液態熔化(例如專利文件 EP1418376、 US6288373、 WO99/08828中描述的)，或者通過在要連接的 表面滲入材料，例如磁性形成(magn&oformage )或爆炸形成的材料。[2471樣品還可包括兩個通過一個或幾個連接零件連接的管體，連接零 件例如為附加在管體端部的法蘭。[248管體之間的連接也可以是專利US5681059中描述的連接，這種連 接通過一系列位于一個管體的外表面和另一管體的內表面上的一系列陽式 和陰式環形突起和溝槽的合作進行。[2491本發明的目的還在于用于由兩個以上管體構成的管形樣品，這些 管體通過任何連接方式兩兩連接。因此可以在每個連接處確定一待測試區 域。在這種情況下，可以使用幾個封隔器。另外，可以使用一個封隔器， 在該封隔器上形成幾個待測試區域。也可使用幾個第二壓力部件，以便在 每個待測試區域施加互相獨立的第一內壓。還可以使用幾個第三壓力部件， 以便施加互相獨立的第二內壓。
權利要求
1.管形樣品(ET)的施加機械應力的設備(I)，其特征在于，該設備包括至少一個封隔器(P)，所述封隔器(P)位于所述樣品(ET)中在一待測試區域(ZT)處，所述封隔器(P)的縱向展幅大于所述待測試區域(ZT)的縱向展幅，并且所述封隔器(P)包括i)第一壓力部件(C1)，其適合于局部改變所述封隔器的至少第一部分的直徑，使得所述第一壓力部件(C1)在待測試區域(ZT)處貼靠所述樣品(ET)的內表面；ii)第二壓力部件(C2)，其適合于在位于所述封隔器(P)的第二部分處的所述內表面的一部分上施加一第一選定內壓；和/或iii)第三壓力部件(C3)，其適合于與至少一封堵構件(B1、B2)配合，所述封堵構件按與所述封隔器(P)的一端部相隔開的方式與所述樣品相連，以形成一作用區(ZA)，從而在所述作用區(ZA)處向所述樣品(ET)施加一第二選定內壓。
2. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，該設備包括至少一個應變 計(Jk)，所述應變計(Jk)用于被安置在所述樣品(ET)的一外表面的 一選定地點，以便傳送第一應變測量值，所述第一應變測量值代表所述樣 品在所述選定地點承受的應變狀態。
3. 如權利要求1或2所述的設備，其特征在于，該設備包括至少兩個 應變計(Jk),所述應變計(Jk)用于被安置在所述樣品(ET)的所述外 表面的兩個不同的選定地點，以^更傳送第一應變測量值，所述第一應變測 量值代表所述樣品在所述每個選定地點承受的應變狀態。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的設備，其特征在于，該設備另外 包括i) 兩個支撐部件(Sl、 S2),其能夠支撐所述樣品(ET);ii) 一旋轉馬達(MT),其與一激勵部件(BO、 AR，)聯接，所述激 勵部件(BO、 AR，)裝"i殳有一偏心質量塊式裝置(DME),該偏心質量 塊式裝置(DME)與所述樣品(ET)的端部聯接，并形成一配重；和iii)控制部件(MC),其適合于指令通過所述馬達(MT)按一可調 節速度轉動地驅動所述偏心質量塊，以便所述樣品(ET)根據所述配重承 受一選定的振動激勵，從而使所述樣品發生周期性彎曲變形。
5. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述支撐部件(S1、 S2) 中的至少一個^皮設置成使得:其位置基本相當于所述樣品的一個振動節點。
6. 如權利要求2或3中任一項所述的、并結合權利要求4和5所述的 設備，其特征在于，所述控制部件(MC)被設置成根據希望所述樣品(ET)承受的應變幅度調配所述馬達(MT)的轉速。
7. 如權利要求4至6中任一項所述的設備，其特征在于，所述設備包 括至少一對加速度計(All、 A12)，所述加速度計用于互相成90。角地凈皮 安置在所述樣品(ET)的所述外表面的選定地點，以便傳送代表所述樣品 承受的位移的第二測量值；并且，所述控制部件(MC)被設置成根據 所述成對的加速度計(All、 A12)傳送的最近的第二測量值調配所述馬達(MT)的轉速，使得所述樣品(ET)在一選定地點承受的彎曲徑向位移 的幅度保持基本恒定。
8. 如權利要求7所述的設備，其特征在于，所述設備包括至少兩對加 速度計(All、 A12、 Ai，l、 Ai，2)，每對加速度計互相成90。角地凈皮安置 在所述樣品(ET)的外表面的選定地點，以便傳送其它的第二測量值，所 述其它的第二測量值在其它選定地點取得，并代表所述樣品在其它選定地 點承受的位移；并且，所述控制部件(MC)被設置成對所述最近第二測 量值進行組合，以便根據所述組合，調配所述馬達(MT)的轉速，使得 所述樣品在所述選定地點承受的彎曲位移的幅度基本保持恒定。
9. 如權利要求8所述的設備，其特征在于，所述管形樣品(ET)由 至少兩根在所述待測試區域(ZT)互相連接的管形零件(Tl、 T2)構成， 所述兩對加速度計(All、 A12、 Ai，l、 Ai，2)位于所述連接的兩側。
10. 如權利要求7至9中任一項所述的設備，其特征在于，所述控制 部件(MC)祐z沒計成用于將所述加速度計對(Ail、 Ai2、 Ai，l、 Ai，2 ) 中的至少一對傳送的至少所述最近的第二測量值與代表初始位移幅度的第 二參考測量值進行比較一一所述初始位移幅度相當于在選定地點所希望的 彎曲位移幅度，然后用于根據所述比較結果調配所述馬達(MT)的轉速。
11. 如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述控制部件(MC) 被設置成用于確定在所述最近第二測量值代表的位移幅度和所述希望的 彎曲位移幅度之間的相對偏差，然后用于將該相對偏差與一調節允差區間 進行比較，以便在所述相對差在所述調節區間之外時，調配所述馬達(MT) 的轉速。
12. 如權利要求4至11中任一項所述的設備，其特征在于，該設備包 括一轉動檢測裝置(DR),該轉動檢測裝置適合于檢測所述馬達(MT) 施加的每個轉動。
13. 如權利要求12所述的設備，其特征在于，所述轉動檢測裝置(DR) 被設置成向所述控制部件(MC)發出一個代表檢測出的每個轉動的信 號，使得每當收到的信號數量等于一選定數量時，所述控制部件(MC) 就調配所述馬達(MT)的轉速。
14. 如權利要求1至13中任一項所述的設備，其特征在于，所述封隔 器(P)包括一基本不變形的支撐部件(TU)， 一可變形環形的膜片(M) 安裝在所述支撐部件(TU)上；并且，所述第一壓力部件包括一第一流體 供應管線(Cl)，其適合于在所述基本不變形的支撐部件(TU)與所述 膜片(M)之間引導一選定流體，以建立選定壓力。
15. 如權利要求14所述的設備，其特征在于，所述流體是一加壓液體。
16. 如權利要求1至15中任一項所述的設備，其特征在于，所述第二 壓力部件包括一第二流體供應管線(C2)，該第二流體供應管線具有一流 體出口，所述流體出口通向所述樣品(ET)的內表面的對面，以l更建立所 述第一選定內壓。
17. 如權利要求16所述的設備，其特征在于，所迷第二流體供應管線 (C2)以密封方式穿過所述膜片(M)。
18. 如權利要求16或17所述的設備，其特征在于，該設備包括泄漏 檢測部件(MDF),所述泄漏檢測部件在所述樣品(ET)的外表面附近 位于所述待測試區域(ZT)中，并且，所述泄漏檢測部件(MDF)被設 置用于在所述樣品(ET)的周圍檢測由所述第二流體供應管線(C2)傳 送的流體可能發生的泄漏。
19. 如權利要求16至18任一項所述的設備，其特征在于，所述的在所述第二壓力部件中流動的流體是一氣體。
20. 如權利要求1至19中任一項所述的設備，其特征在于，所述第三 壓力部件包括一第三流體供應管線(C3),其適合于向每個作用區提供流 體，以便在所述樣品(ET)上施加所述第二選定內壓。
21. 如權利要求20所述的設備，其特征在于，所述第三壓力部件的所 述流體是一加壓液體。
22. 如權利要求20或21所述的設備，其特征在于，該設備包括一 分路裝置(DA)，所述分路裝置(DA)與所述第一流體供應管線(Cl) 和所述第三流體供應管線(C3)連接；和一泵(PE),所述泵(PE)與 所述分路裝置(DA )聯接。
23. 如權利要求14并結合權利要求20至22中任一項所述的設備，其 特征在于，所述封隔器(P)的支撐部件(TU)是一形成空心中心管道的 管體，該空心中心管道限定出所述第三流體供應管線(C3)的一部分，并 且具有兩個相對的端部，其中至少一端部通向一作用區(ZA)，以^更為該 作用區(ZA)提供流體。
24. 如權利要求1至23中任一項所述的設備，其特征在于，該設備包 括兩個封堵構件(Bl、 B2),所述封堵構件(Bl、 B2)與所述封隔器(P) 的兩端部相間隔開地安裝，用于形成至少一作用區(ZA)，以^使在所述作 用區(ZA)處對所述樣品施加所述選定的第二內壓。
25. 如權利要求23和24相結合所述的設備，其特征在于，所述第一 流體供應管線(Cl)的一部分和/或所述第二流體供應管線(C2)的一部 分位于所述中心管道內。
26. 如權利要求1至25中任一項所述的設備，其特征在于，該設備包 括至少一個溫度傳感器(CT)，所述溫度傳感器(CT)用于安裝在所述 樣品(ET)的一選定地點，以便傳送代表所述樣品在該選定地點的溫度的 第三測量值。
27. 如權利要求1至26中任一項所述的設備，其特征在于，該設備包 括至少一個壓力傳感器(CP),所述壓力傳感器(CP)用于安裝在所述 樣品(ET)的一選定地點，以便傳送代表所述樣品在該選定地點的內壓的 第四測量值。
28. 如權利要求1至27中任一項所述的設備，其特征在于，所述控制 部件譯皮i殳置成將來自某些所述第一測量值的第一結果與來自至少某些所 迷第二測量值的第二結果進行比較，以便在第一結果與第二結果相容時， 允許繼續進行試驗。
29. 如權利要求4至27中任一項所述的設備，其特征在于，所述控制 部件(MC)被設置成用于在應力試驗的過程中指令所述馬達(MT)按照 一選定的轉速序列帶動所述偏心質量塊(DME )轉動，以使所述樣品(ET ) 承受一選定序列的振動激勵。
30. 管形樣品(ET)的施加機械應力的方法，其特征在于，該方法包 括在所述樣品(ET)中，在一待測試區域(ZT)處，引入至少一封隔 器(P),所述封隔器(P)具有一縱向展幅，該縱向展幅大于所述待測試 區域(ZT)的縱向展幅，并且所述封隔器(P)包括第一壓力部件(Cl)、 第二壓力部件(C2)和/或第三壓力部件(C3);然后用所述第一壓力部 件(Cl)局部改變所述封隔器(P)至少第一部分的直徑，以使所述封隔 器(P)在所述待測試區域(ZT)處貼靠所述樣品(ET)的一內表面；并 用所述第二壓力部件(C2)在位于所述封隔器(P)的第二部分處的所述 內表面的一部分上施加一第一選定內壓；并且/或者在與所述封隔器(P) 的一端部相間隔處，將至少一封堵構件(Bl、 B2)連接到所述樣品(ET) 上，以形成一作用區(ZA);然后用所述第三壓力部件(C3)在所述作 用區(ZA)處向所述樣品(ET)施加一第二選定內壓。
31. 如權利要求30所述的方法，其特征在于，在所述樣品(ET)外 表面的至少一選定地點處設置至少一個應變計(Jk),以得到代表所迷樣 品在所述選定地點承受的應變狀態的第一應變測量值。
32. 如權利要求30或31所述的方法，其特征在于，在所述樣品(ET) 外表面的至少兩個選定地點處設置至少兩個應變計(Jk),以得到代表所 述樣品在每個所述選定地點承受的應變狀態的第一應變測量值。
33. 如權利要求30至32中任一項所述的方法，其特征在于，另外設 置兩個支撐部件(S1、 S2),所述樣品(ET)安裝在這兩個支撐部件上； 和一旋轉馬達(MT)，其與一激勵部件(B、 AR，)聯接，所述激勵部件 裝設有一偏心質量塊式裝置(DME)，所述偏心質量塊式裝置與所述樣品(ET)的一端部聯接并形成一配重；并且，通過所迷馬達(MT)帶動所 述偏心質量塊(DME)以一可調節的速度轉動，以使所述樣品(ET)才艮 據所述配重承受一選定的振動激勵，從而使所述樣品產生周期性彎曲變形。
34. 如權利要求33所述的方法，其特征在于，將所述支撐部件(S1、 S2)中至少一個安設在所述樣品(ET)的一振動節點處。
35. 如權利要求31或32并結合權利要求33所述的方法，其特征在于， 在一初步參考階段，首先根據希望所述樣品(ET)承受的應變幅度選擇所 述馬達(MT)的初始轉速。
36. 如權利要求35所述的方法，其特征在于，在初步參考階段之后， 調配所述馬達(MT)的所述轉速，使得由所述樣品(ET)承受的、并由 第 一測量值表示的彎曲應變的幅度基本保持恒定。
37. 如權利要求33至36中任一項所述的方法，其特征在于，在所述 樣品(ET)的所述外表面的選定地點處，設置至少一對加速度計(All、 A12 ),所述加速度計互相分開90。角，并用于傳送代表所述樣品(ET ) 承受的位移的第二測量值；并且，根據每對加速度計(All、 A12)傳送的 最近第二測量值，調配所述馬達(MT)的轉速，使得所述樣品(ET)在 所述選定地點處承受的徑向彎曲位移的幅度基本保持恒定。
38. 如權利要求37所述的方法，其特征在于，在所述樣品的所述外表 面的其它選定地點處，設置至少其它兩對加速度計(All、 A12、 Ai，l、 Ai，2 )， 每對所述加速度計互相成卯。角地安設在所述樣品(ET)外表面的其它選 定地點處，并用于傳送代表所述樣品(ET)在所述其它選定地點處承受的 位移的其它第二測量值；并且，對最近的第二測量值進行組合，以便按照所述組合，調配所述馬達(MT)的轉速，使得由所述樣品(ET)在所述 選定地點處承受的彎曲位移的幅度基本保持恒定。
39. 如權利要求37或38所述的方法，其特征在于，將至少一對加速 度計(All、 A12、 Ai，l、 Ai，2)傳送的至少所述最近第二測量值與代表初 始位移幅度的參考第二測量值進行比較，所述初始位移幅度相當于在選定 地點處希望的彎曲位移的幅度，然后根據所述比較的結果，調配所述馬達(MT)的所述轉速。
40. 如權利要求39所述的方法，其特征在于，確定所述最近第二測量值代表的位移幅度與所述希望的彎曲位移幅度之間的相對偏差；然后將該 偏差與一調節允差區間的范圍進行比較，以^^在所述偏差在所述調節允差 區間之外時，調配所述馬達的轉速。
41. 如權利要求33至40中任一項所述的方法，其特征在于，檢測所 述馬達(MT)施加的每個轉動。
42. 如權利要求41所述的方法，其特征在于，每次收到的信號數量等 于一選定數量時，調配馬達(MT)的所述轉速。
43. 如權利要求30至42中任一項所述的方法，其特征在于，設置至 少一個溫度傳感器(CT),所述溫度傳感器(CT)安裝在所述樣品(ET) 一選定地點，以便得到代表所述樣品在該選定地點的溫度的第三測量值。
44. 如權利要求30至43中任一項所述的方法，其特征在于，設置至 少一個壓力傳感器(CP),所述壓力傳感器安裝在所述樣品(ET)的一 選定地點，以便得到代表所述樣品在該選定地點的內壓的第四測量值。
45. 如權利要求33至44中任一項所述的方法，其特征在于，在應力 試驗的過程中，指令所述馬達(MT )帶動所述偏心質量塊式裝置(DME ) 按照 一選定的轉速序列轉動，以使其承受一選定序列的振動激勵。
46. 如權利要求30至45中任一項所述的方法，其特征在于，將來自 至少某些所述第一測量值的第一應變結果與來自至少某些所述第二測量值 的第二徑向位移結果進行比較，以便在第一結果與第二結果相容時，允許 繼續進行試驗。
47. 如權利要求30至46中任一項所述的方法，其特征在于，在所述 待測試區域(ZT)處在所述樣品(ET)的周圍進行泄漏測試。
48. 使用如上述權利要求中任一項所述的方法和設備(I)對在一組中 選擇的樣品(ET)進行應力試驗，該組包括i) 單一管體；ii) 第一管形零件，其形成第一管體，和第二管形零件，其形成第二 管體并通過焊接與所述第 一管體連接；iii) 第一管形零件，其形成第一管體并帶有公螺紋；和第二管形零件， 其形成第二管體并帶有母螺紋，該母螺紋用于與所述公螺紋配合，以構成 螺紋連接；iv) 第一管形零件，其形成第一管體并帶有公螺紋；第二管形零件， 其形成第二管體并帶有公螺紋；和第三管形零件，其形成連接套筒并帶有 兩個母螺紋，所述兩個母螺紋用于分別與所述公螺紋配合，以形成螺紋連 接；和v) 第一管形零件，其形成第一管體，所述第一管形零件在其外表面上 帶有一系列陽式突起和環形溝槽；和第二管形零件，其形成第二管體，所 述第二管形零件在其內表面一帶有一系列與所述陽式突起和環形溝槽對應的陰式突起和環形溝槽，用于與所述陽式突起和溝槽配合，以構成兩個管 體之間的連接。
全文摘要
給管形樣品(ET)施加機械應力的設備。該設備包括至少一個位于所述樣品(ET)中的待測試區域(ZT)的封隔器(P)，封隔器(P)的縱向展幅大于所述待測試區域(ZT)的縱向展幅，并且包括i)負責局部改變所述封隔器(P)至少第一部分的直徑的第一壓力部件(C1)，使其在待測試區域(ZT)貼靠所述樣品(ET)的內表面，ii)負責在位于所述封隔器(P)的第二部分處所述內表面的一部分上施加第一選定內壓的第二壓力部件(C2)，和/或iii)負責與至少一封堵構件(B1、B2)配合的第三壓力部件(C3)，該封堵構件固定在樣品上，離開所述封隔器(P)的一端以形成一作用區(ZA)，以便在所述樣品(ET)的所述作用區(ZA)施加第二選定內壓。
文檔編號G01M99/00GK101133313SQ200680006959
公開日2008年2月27日 申請日期2006年2月23日 優先權日2005年3月4日
發明者加布里埃爾·魯西耶, 蒂埃里·諾埃爾, 迪迪埃·大衛 申請人:瓦盧萊克曼內斯曼油氣法國公司