悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机的设计

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1、第２２卷第３期腐蚀科学与防护技术Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．３２０１０年５月ＣＯＲＲＯＳＩＯＮＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭａｙ．２０１０悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机的设计刘存，赵卫民，信若飞，王勇中国石油大学（华东）机电工程学院，东营２５７０６１摘要：为研究海洋钻采隔水管等柔性海洋结构件在服役过程中的腐蚀疲劳行为，同时为筛选和评价涂层包覆钢的耐腐蚀疲劳性能，设计制作了一套悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机．该试验机的加载幅、加载频率和在不同加载幅条件下的应力比Ｒ均连续可调．试验表明，试验机运行稳定、自动监控系统反应灵敏、腐蚀疲

2、劳试样形状和尺寸设计合理，能够满足对裸钢及涂层包覆钢耐腐蚀疲劳性能研究的需要．关键词：腐蚀疲劳；悬臂梁；试验机设计中图分类号：ＴＧ１７４３文献标识码：Ａ文章编号：１００２６４９５（２０１０）０３０２３８０５ＤｅｓｉｇｎｏｆａＣａｎｒｉｌｅｖｅｒＢｅａｍＲｅｖｅｒｓｅｄＢｅｎｄｉｎｇａｎｄＣｏｒｒｏｓｉｏｎＦａｔｉｇｕｅＴｅｓｔｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＬＩＵＣｕｎ，ＺＨＡＯＷｅｉｍｉｎ，ＸＩＮＲｕｏｆｅｉ，ＷＡＮＧＹｏｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

3、ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ２５７０６１Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｏｃｅａｎｄｒｉｌｌｉｎｇｒｉｓｅｒｄｕｒｉｎｇｓｅｒｖｉｃｅ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｌａｄｓｔｅｅｌｔｏｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅ，ａｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍｒｅｖｅｒｓｅｄｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ．Ｔｈｅｍａｃｈ

4、ｉｎｅｃａｎａｄｊｕｓｔｌｏａｄｉｎｇａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ．ＡｌｓｏｉｔｃａｎａｄｊｕｓｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒａｔｉｏＲｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ｗｈｅｎｔｈｅｌｏａｄｉｎｇａｍｐｌｉｔｕｄｅｗａｓｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｒｕｎｓｓｍｏｏｔｈｌｙａｎｄｉｔｓａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｈａｐｅａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｆｏｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅ

5、ｔｅｓｔｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗａｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ａｎｄｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｏｆｓｔｕｄｙｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｙｆｏｒｂａｒｅｄｓｔｅｅｌｓａｎｄｃｌａｄｓｔｅｅｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅ；ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍ；ｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｄｅｓｉｇｎ隔水管主要功能是为海洋浮式钻井平台或钻井船与海验测试手段．国外腐蚀疲劳实验研究多采用旋转弯曲腐蚀疲［３］底井口之间泥浆循环提供回路，并为钻具送入海底井口导劳试验机，这与隔水管实际服役工况下的腐蚀疲劳类型不向．

6、隔水管是整个钻采系统的关键设备之一，但同时又是该［４，５］符．而国外的悬臂梁式试验机，多用于研究汽车蒙皮等［１］系统中的薄弱环节．深水钻井隔水管装置作为海洋深水钻薄板试样腐蚀疲劳性能研究．作者在查阅国内外相关文献的井装备的一个重要组成单元，是影响钻井平台的性能、经济基础上，根据隔水管的受力特点，自行设计制造了悬臂梁往与安全的重要因素，由于具有高投入、高风险、高技术等特复弯曲腐蚀疲劳试验机，该试验机可模拟海洋服役环境工况［２］点，长期以来其技术一直被国外发达国家视为专有技术．下隔水管的往复弯曲，加载副大小和加载频率连续可调，可隔水管工作的环境属于

7、海洋全浸区，海水是强电解质溶用于隔水管用钢及其防护涂层包覆钢耐腐蚀疲劳性能的研液，具有很强的腐蚀性．隔水管在暴露于海洋环境的同时还究．承受着各种交变载荷的作用，交变应力和海洋环境腐蚀联合产生的协同交互作用将在隔水管中引起腐蚀疲劳损伤，因此１腐蚀疲劳试验机设计与建造隔水管的主要失效形式是腐蚀和腐蚀疲劳．对隔水管的腐蚀该腐蚀疲劳试验机设计的目的是为了研究隔水管用钢疲劳性能研究，国内目前多限于理论分析，尚未见相应的试及其涂层包覆钢在模拟海洋服役工况下的耐腐蚀疲劳性能．因此，试验机的设计必须满足以下几个要求：收稿日期：２００９１０２１初稿；２００９

8、１２０２修改稿１）振幅可调，即加载挠度、应力可调，实现不同应力状态基金项目：国家高技术研究发展（８６３）计划海洋技术领域项目下的试验研究；（２００