一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法与流程

1.本发明涉及挠性接管领域，尤其涉及一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法。


背景技术：

2.挠性接管是由一个或多个波纹管组成，它串联在管道系统中，主要起补偿位移及减振的作用。挠性接管的隔振性能主要由振级落差参数进行衡量。挠性接管振级落差参数与其接入的管道系统有关，管道系统的刚度和质量分布、外部支撑等参数均影响挠性接管振级落差，因此，挠性接管振级落差试验只有考虑了实际接入的管道系统的影响才有意义。目前，挠性接管振级落差试验仅针对挠性接管进行，并没有考虑挠性接管所接入的管道系统的影响，因此现有的试验方法无法真实地模拟挠性接管在实际工作管道系统中的隔振性能，不能准确地测试出挠性接管隔振级落差参数。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法，能够真实地模拟挠性接管接入管道系统中的隔振性能，准确测试出挠性接管振级落差参数。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法，所述管道系统包括输入端管道和输出端管道，输入端管道安装在至少两个外部支撑上，且输入端管道的一端与挠性接管的输入端连接，输出端管道也安装在至少两个外部支撑上，且输出端管道的一端与挠性接管的输出端连接，该方法包括以下步骤：步骤一、在输入端管道上截取一段长度作为输入端试验管道的长度，截取长度不小于输入端管道上相邻两个外部支撑之间的轴向距离，然后制作与截取长度范围内的输入端管道具有相同材质和相同结构的输入端试验管道；在输出端管道上截取一段长度作为输出端试验管道的长度，截取长度不小于输出端管道上相邻两个外部支撑之间的轴向距离，然后制作与截取长度范围内的输出端管道具有相同材质和相同结构的输出端试验管道；步骤二、分别计算输入端管道内部介质的质量和截取长度范围之外的输入端管道的质量，将上述两个计算质量之和作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的输入端管道法兰盘，然后将两个输入端管道法兰盘分别固定于输入端试验管道的两端；分别计算输出端管道内部介质的质量和截取长度范围之外的输出端管道的质量，将上述两个计算质量之和作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的输出端管道法兰盘，然后将两个输出端管道法兰盘分别固定于输出端试验管道的两端；步骤三、将输入端试验管道安装在两个试验支撑上，两个试验支撑与输入端试验管道的接触位置、接触面积和接触面材质均与输入端管道截取长度范围之内的相邻两个外部支撑保持一致；
将输出端试验管道也安装在两个试验支撑上，两个试验支撑与输出端试验管道的接触位置、接触面积和接触面材质均与输出端管道截取长度范围之内的相邻两个外部支撑保持一致；步骤四、计算挠性接管内部介质的质量，将该计算质量作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的挠性接管法兰盘，然后将两个挠性接管法兰盘分别固定于挠性接管的两端；步骤五、将挠性接管安装到输入端试验管道和输出端试验管道之间，通过螺栓连接组件将一个挠性接管法兰盘与对应的输入端管道法兰盘连接，并通过螺栓连接组件将另一个挠性接管法兰盘与对应的输出端管道法兰盘连接，然后在输入端试验管道远离挠性接管的一端连接激振器，在挠性接管靠近输入端试验管道的一端设置输入传感器，并在挠性接管靠近输出端试验管道的一端设置输出传感器；步骤六、在设定的激励频率范围内，通过激振器施加多个不同频率的激励，采集输入传感器的检测数据作为输入端响应，并采集输出传感器的检测数据作为输出端响应，分别得到挠性接管在不同的激励频率下的输入端位移响应、输出端位移响应、输入端速度响应、输出端速度响应、输入端加速度响应和输出端加速度响应；步骤七、根据输入端响应和输出端响应计算得到与多个不同的激励频率分别对应的位移振级落差比、速度振级落差比和加速度振级落差比，然后根据振级落差比计算得到与多个不同的激励频率分别对应的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差；步骤八、将不同的激励频率分别对应的多个位移振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均位移振级落差；将不同的激励频率分别对应的多个速度振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均速度振级落差；将不同的激励频率分别对应的多个加速度振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均加速度振级落差；步骤九、根据挠性接管在不同的激励频率下的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差，以及激励频率范围内的平均位移振级落差、平均速度振级落差和平均加速度振级落差，对挠性接管隔振性能进行评价，即完成挠性接管隔振性能试验。
5.优选的，振级落差比p的通用公式为：，式中a1为挠性接管输入端的位移或速度或加速度，a2为挠性接管输出端的位移或速度或加速度；振级落差的通用公式为：；平均振级落差的通用公式为：，r为激励频率带宽。
6.根据上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明根据挠性接管实际连接的管道系统，制作出与输入端管道和输出端管道相对应的试验管道、管道法兰盘和试验支撑，并且还考虑到挠性接管内部介质的质量而制作挠性接管法兰盘，从而制作出能够模拟实际管道系统的试验管道系统，然后通过对试验管道系统施加不同频率的激励，并分别记录挠性接管在不同的激励频率下的输入端响应和输
出端响应，从而计算得到不同激励频率下挠性接管的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差，以及在激励频率范围内的平均位移振级落差、平均速度振级落差和平均加速度振级落差，就能对挠性接管隔振性能进行评价，使得挠性接管隔振性能试验能够真实地模拟挠性接管接入管道系统中的隔振性能，就可以准确测试出挠性接管振级落差参数，设计人员就能利用这些隔振性能参数对挠性接管的隔振性能设计进行修正，为挠性接管的设计提供了重要依据。
具体实施方式
7.本发明提供了一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法，管道系统包括输入端管道和输出端管道，输入端管道安装在至少两个外部支撑上，且输入端管道的一端与挠性接管的输入端连接，输出端管道也安装在至少两个外部支撑上，且输出端管道的一端与挠性接管的输出端连接，该方法包括以下步骤。
8.步骤一、在输入端管道上截取一段长度作为输入端试验管道的长度，截取长度不小于输入端管道上相邻两个外部支撑之间的轴向距离，然后制作与截取长度范围内的输入端管道具有相同材质和相同结构的输入端试验管道。
9.在输出端管道上截取一段长度作为输出端试验管道的长度，截取长度不小于输出端管道上相邻两个外部支撑之间的轴向距离，然后制作与截取长度范围内的输出端管道具有相同材质和相同结构的输出端试验管道。
10.步骤二、分别计算输入端管道内部介质的质量和截取长度范围之外的输入端管道的质量，将上述两个计算质量之和作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的输入端管道法兰盘，然后将两个输入端管道法兰盘分别固定于输入端试验管道的两端。
11.分别计算输出端管道内部介质的质量和截取长度范围之外的输出端管道的质量，将上述两个计算质量之和作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的输出端管道法兰盘，然后将两个输出端管道法兰盘分别固定于输出端试验管道的两端。
12.步骤三、将输入端试验管道安装在两个试验支撑上，两个试验支撑与输入端试验管道的接触位置、接触面积和接触面材质均与输入端管道截取长度范围之内的相邻两个外部支撑保持一致，从而使输入端试验管道和截取长度范围之内的输入端管道获得相同的支撑效果。
13.将输出端试验管道也安装在两个试验支撑上，两个试验支撑与输出端试验管道的接触位置、接触面积和接触面材质均与输出端管道截取长度范围之内的相邻两个外部支撑保持一致，从而使输出端试验管道和截取长度范围之内的输出端管道获得相同的支撑效果。
14.步骤四、计算挠性接管内部介质的质量，将该计算质量作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的挠性接管法兰盘，然后将两个挠性接管法兰盘分别固定于挠性接管的两端。
15.步骤五、将挠性接管安装到输入端试验管道和输出端试验管道之间，通过螺栓连接组件将一个挠性接管法兰盘与对应的输入端管道法兰盘连接，并通过螺栓连接组件将另一个挠性接管法兰盘与对应的输出端管道法兰盘连接，然后在输入端试验管道远离挠性接
管的一端连接激振器，在挠性接管靠近输入端试验管道的一端设置输入传感器，并在挠性接管靠近输出端试验管道的一端设置输出传感器。
16.步骤六、在设定的激励频率范围内，通过激振器施加多个不同频率的激励，采集输入传感器的检测数据作为输入端响应，并采集输出传感器的检测数据作为输出端响应，输入传感器和输出传感器均包括位移传感器、速度传感器和加速度传感器，从而分别得到挠性接管在不同的激励频率下的输入端位移响应、输出端位移响应、输入端速度响应、输出端速度响应、输入端加速度响应和输出端加速度响应。
17.步骤七、根据输入端响应和输出端响应计算得到与多个不同的激励频率分别对应的位移振级落差比、速度振级落差比和加速度振级落差比，振级落差比p的通用公式为：，式中a1为挠性接管输入端的位移或速度或加速度，a2为挠性接管输出端的位移或速度或加速度。
18.然后根据振级落差比计算得到与多个不同的激励频率分别对应的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差，振级落差的通用公式为：。
19.步骤八、将不同的激励频率分别对应的多个位移振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均位移振级落差；将不同的激励频率分别对应的多个速度振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均速度振级落差；将不同的激励频率分别对应的多个加速度振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均加速度振级落差；平均振级落差的通用公式为：，r为激励频率带宽。
20.步骤九、根据挠性接管在不同的激励频率下的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差，以及激励频率范围内的平均位移振级落差、平均速度振级落差和平均加速度振级落差，对挠性接管隔振性能进行评价，即完成挠性接管隔振性能试验。
21.由于试验管道、管道法兰盘、试验支撑和挠性接管法兰盘均根据挠性接管实际连接的管道系统进行制作，因此试验管道系统能够模拟实际管道系统，就能准确的测试出挠性接管在不同的激励频率下的输入端响应和输出端响应，从而准确测试出挠性接管振级落差参数，设计人员就能利用这些隔振性能参数对挠性接管的隔振性能设计进行修正，为挠性接管的设计提供了重要依据。

技术特征：
1.一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法，所述管道系统包括输入端管道和输出端管道，输入端管道安装在至少两个外部支撑上，且输入端管道的一端与挠性接管的输入端连接，输出端管道也安装在至少两个外部支撑上，且输出端管道的一端与挠性接管的输出端连接，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在输入端管道上截取一段长度作为输入端试验管道的长度，截取长度不小于输入端管道上相邻两个外部支撑之间的轴向距离，然后制作与截取长度范围内的输入端管道具有相同材质和相同结构的输入端试验管道；在输出端管道上截取一段长度作为输出端试验管道的长度，截取长度不小于输出端管道上相邻两个外部支撑之间的轴向距离，然后制作与截取长度范围内的输出端管道具有相同材质和相同结构的输出端试验管道；步骤二、分别计算输入端管道内部介质的质量和截取长度范围之外的输入端管道的质量，将上述两个计算质量之和作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的输入端管道法兰盘，然后将两个输入端管道法兰盘分别固定于输入端试验管道的两端；分别计算输出端管道内部介质的质量和截取长度范围之外的输出端管道的质量，将上述两个计算质量之和作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的输出端管道法兰盘，然后将两个输出端管道法兰盘分别固定于输出端试验管道的两端；步骤三、将输入端试验管道安装在两个试验支撑上，两个试验支撑与输入端试验管道的接触位置、接触面积和接触面材质均与输入端管道截取长度范围之内的相邻两个外部支撑保持一致；将输出端试验管道也安装在两个试验支撑上，两个试验支撑与输出端试验管道的接触位置、接触面积和接触面材质均与输出端管道截取长度范围之内的相邻两个外部支撑保持一致；步骤四、计算挠性接管内部介质的质量，将该计算质量作为两个法兰盘的总质量，制作两个具有相同材质和相同结构的挠性接管法兰盘，然后将两个挠性接管法兰盘分别固定于挠性接管的两端；步骤五、将挠性接管安装到输入端试验管道和输出端试验管道之间，通过螺栓连接组件将一个挠性接管法兰盘与对应的输入端管道法兰盘连接，并通过螺栓连接组件将另一个挠性接管法兰盘与对应的输出端管道法兰盘连接，然后在输入端试验管道远离挠性接管的一端连接激振器，在挠性接管靠近输入端试验管道的一端设置输入传感器，并在挠性接管靠近输出端试验管道的一端设置输出传感器；步骤六、在设定的激励频率范围内，通过激振器施加多个不同频率的激励，采集输入传感器的检测数据作为输入端响应，并采集输出传感器的检测数据作为输出端响应，分别得到挠性接管在不同的激励频率下的输入端位移响应、输出端位移响应、输入端速度响应、输出端速度响应、输入端加速度响应和输出端加速度响应；步骤七、根据输入端响应和输出端响应计算得到与多个不同的激励频率分别对应的位移振级落差比、速度振级落差比和加速度振级落差比，然后根据振级落差比计算得到与多个不同的激励频率分别对应的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差；步骤八、将不同的激励频率分别对应的多个位移振级落差求和，再除以激励频率带宽，
得到在激励频率范围内的平均位移振级落差；将不同的激励频率分别对应的多个速度振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均速度振级落差；将不同的激励频率分别对应的多个加速度振级落差求和，再除以激励频率带宽，得到在激励频率范围内的平均加速度振级落差；步骤九、根据挠性接管在不同的激励频率下的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差，以及激励频率范围内的平均位移振级落差、平均速度振级落差和平均加速度振级落差，对挠性接管隔振性能进行评价，即完成挠性接管隔振性能试验。2.根据权利要求1所述的一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法，其特征在于：振级落差比p的通用公式为：，式中a1为挠性接管输入端的位移或速度或加速度，a2为挠性接管输出端的位移或速度或加速度；振级落差的通用公式为：；平均振级落差的通用公式为：，r为激励频率带宽。

技术总结
一种基于管道系统的挠性接管隔振性能试验方法，根据挠性接管实际连接的管道系统，制作出与输入端管道和输出端管道相对应的试验管道、管道法兰盘、试验支撑和挠性接管法兰盘，将挠性接管接入并获得能够模拟实际管道系统的试验管道系统，然后通过对试验管道系统施加不同频率的激励，并分别记录挠性接管在不同的激励频率下的输入端响应和输出端响应，从而计算得到不同激励频率下挠性接管的位移振级落差、速度振级落差和加速度振级落差，以及在激励频率范围内的平均位移振级落差、平均速度振级落差和平均加速度振级落差，就能对挠性接管隔振性能进行评价，能够真实地模拟挠性接管接入管道系统中的隔振性能，准确测试出挠性接管振级落差参数。振级落差参数。


技术研发人员：余永健 闫廷来 李德雨 刘岩 张国华 李双印 张力伟 薛玉君
受保护的技术使用者：中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/8/1