一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置

本技术涉及深海采矿设备，尤其涉及一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置。

背景技术：

1、深海扬矿立管是连接海面支持船与海底采矿车的核心装备，其可靠性直接决定了整个采矿作业的成败。在扬矿过程中，立管内部需要持续输送含有矿石颗粒的高浓度矿浆，矿石颗粒会对立管内壁造成持续的冲刷，导致管壁磨损变薄，可靠性降低。磨损累积到一定程度后，立管系统在外部动态载荷作用下可能出现断裂坠海事故。因此在立管设计过程中，需要提前通过试验手段了解管道在外部动态载荷下的抗磨损性能，以便对管道的壁厚进行优化设计或进行服役寿命的评估。现有的磨损试验装置无法复现扬矿立管的外部动态载荷及管内矿浆浓度变化，也不能监测立管应力随磨损过程的变化情况，为此我们提出一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，以解决上述背景技术中所提出的问题。

2、为了解决上述的技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，包括试验样管、泵送系统、料水分离系统、给料系统、加载系统和测量系统，所述试验样管的底部和一侧装配有泵送系统，所述泵送系统的一侧装配有料水分离系统，所述料水分离系统与泵送系统之间装配有给料系统，所述给料系统与试验样管之间装配有测量系统，所述试验样管的顶部固定有加载系统。

4、优选的，所述泵送系统由电动机、渣浆泵和管汇组成，所述电动机的输出端连接有渣浆泵，所述渣浆泵的输出端通过管路与试验样管连接，所述试验样管的出口与管汇固定。

5、优选的，所述料水分离系统由振动筛和水箱组成，所述渣浆泵的输入端通过管路连接有水箱，所述水箱顶部的一端固定有振动筛，所述振动筛斜置于水箱的上方，所述管汇的一端位于振动筛的正上方。

6、优选的，所述给料系统由料斗和给料机组成，所述渣浆泵与水箱之间的管路的顶部连接有给料机，所述给料机的输入端设置有料斗，所述料斗与振动筛的底部竖向对应。

7、优选的，所述加载系统为六自由度动态加载装置。

8、优选的，所述测量系统由浓度计、流量计和应变片组组成，所述试验样管的外侧设置有应变片组，所述渣浆泵与试验样管之间的管路中间连接有流量计，所述渣浆泵与给料机之间的管路中间连接有浓度计。

9、可以毫无疑义的看出，通过本申请的上述的技术方案，必然可以解决本申请要解决的技术问题。

10、同时，通过以上技术方案，本实用新型至少具备以下有益效果：

11、本实用新型通过试验样管、泵送系统、料水分离系统、给料系统、加载系统和测量系统的结构设计，使本装置既能够复现扬矿立管的外部动态载荷及管内矿浆浓度变化，也能够监测立管应力随磨损过程的变化情况，为立管壁厚设计与服役寿命评估提供支撑，有利于使用。

1.一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，其特征在于，包括试验样管（1）、泵送系统（2）、料水分离系统（3）、给料系统（4）、加载系统（5）和测量系统（6），所述试验样管（1）的底部和一侧装配有泵送系统（2），所述泵送系统（2）的一侧装配有料水分离系统（3），所述料水分离系统（3）与泵送系统（2）之间装配有给料系统（4），所述给料系统（4）与试验样管（1）之间装配有测量系统（6），所述试验样管（1）的顶部固定有加载系统（5）。

2.根据权利要求1所述的一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，其特征在于，所述泵送系统（2）由电动机（2a）、渣浆泵（2b）和管汇（2c）组成，所述电动机（2a）的输出端连接有渣浆泵（2b），所述渣浆泵（2b）的输出端通过管路与试验样管（1）连接，所述试验样管（1）的出口与管汇（2c）固定。

3.根据权利要求2所述的一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，其特征在于，所述料水分离系统（3）由振动筛（3a）和水箱（3b）组成，所述渣浆泵（2b）的输入端通过管路连接有水箱（3b），所述水箱（3b）顶部的一端固定有振动筛（3a），所述振动筛（3a）斜置于水箱（3b）的上方，所述管汇（2c）的一端位于振动筛（3a）的正上方。

4.根据权利要求3所述的一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，其特征在于，所述给料系统（4）由料斗（4a）和给料机（4b）组成，所述渣浆泵（2b）与水箱（3b）之间的管路的顶部连接有给料机（4b），所述给料机（4b）的输入端设置有料斗（4a），所述料斗（4a）与振动筛（3a）的底部竖向对应。

5.根据权利要求1所述的一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，其特征在于，所述加载系统（5）为六自由度动态加载装置。

6.根据权利要求4所述的一种扬矿立管内壁抗磨损能力试验装置，其特征在于，所述测量系统（6）由浓度计（6a）、流量计（6b）和应变片组（6c）组成，所述试验样管（1）的外侧设置有应变片组（6c），所述渣浆泵（2b）与试验样管（1）之间的管路中间连接有流量计（6b），所述渣浆泵（2b）与给料机（4b）之间的管路中间连接有浓度计（6a）。