[實用新型]輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗用聚能切割裝置

有效

• 申請號: 201521047621.1
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN205383947U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 吉玲康;胡美娟;李鶴;閔希華;劉劍;黃忠勝;張偉衛;楊坤;池強;李炎華
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: F42B3/00
• 分類號: F42B3/00;F42D3/00;B21D28/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

【技術領域】

本實用新型屬于爆炸切割領域，涉及一種用于輸氣鋼管切割的裝置，具體是一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗用聚能切割裝置。

【背景技術】

天然氣是一種清潔能源，也是一種易燃、易爆的危險介質，高壓天然氣管道一旦長程開裂將造成巨大災難和損失，因此必須保證管道的安全性。為了提高管道運輸的經濟性，天然氣管道的發展趨勢是高壓、大口徑、大壁厚、大輸量，采用的鋼管也隨之向高鋼級(高強度級別)方向發展。天然氣管道用管線鋼管近年來發展非常快，X70級別鋼管在西氣東輸一線成功應用，西氣東輸二線管道工程大規模采用X80級別的鋼管。目前正在積極研發X90、X100等高級別管線鋼的工程應用問題。

隨著管線鋼的鋼級、管徑和設計系數不斷提高，高壓天然氣管道一般呈延性斷裂特征。管材的止裂韌性是材料抵抗延性裂紋擴展能力的度量，需合理預測和規定管線鋼的韌性指標。一旦管道發生了延性斷裂，材料本身的止裂能力能夠將斷裂的長度控制在一定范圍內。所謂恰當地規定管道的止裂韌性要求，是指材料所具有的韌性，既能最大限度地容忍初始缺陷，又能在延性斷裂裂紋萌生后止裂，同時又能滿足批量生產管材的經濟性要求。

對于天然氣管線的母材止裂韌性要求值，國際上進行了大量的研究，得到了許多止裂韌性預測方法。但對現代高強高韌管線鋼管(X80及以上)，已有的止裂預測方法存在局限性，已經不能正確反映這種高強韌性材料的止裂性能，因此全尺寸氣體爆破試驗成為確定管線鋼止裂韌性最為可靠的方法。

輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗基本原理是，在試驗段中間放置低韌性鋼管作為啟裂管，啟裂管兩側排列試驗管，常采取韌性由低到高的方式排列，也可采取等韌性方式排列，通過線性聚能切割裝置在啟裂管引入初始裂紋進行試驗研究。試驗過程中通過專用儀器采集所有信號，并進行數據處理和分析。

線性聚能切割裝置，也稱為聚能裝藥，藥型罩呈楔形，是利用聚能裝藥原理制成的一種帶有金屬藥型罩的線性裝藥。其原理是：當炸藥爆炸后，藥型罩受到炸藥爆炸后所形成高溫高壓的爆轟產物的作用時，其內壁的金屬在對稱平面擠出一塊向裝藥底部高速運動的金屬射流，與目標發生作用并對其進行切割。聚能爆炸切割技術具有高速、高效、操作方便且不受環境限制等優點。線性聚能切割裝置主要應用于民用爆破、拆彈、切割以及軍事和航天領域。現今對聚能切割技術的研究已經趨于成熟，一般是根據工程需要設計制造出恰當的線型聚能切割器。在使用中，將線型聚能切割器安放在目標物體上，以用于切割。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于解決上述現有技術的問題，提供一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗用聚能切割裝置，該裝置主要應用于輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗，將其安放在啟裂鋼管上方中心部位，引入一定長度的貫穿鋼管壁厚的裂紋，保證全尺寸氣體爆破試驗順利實施。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗用聚能切割裝置，包括外殼，外殼的底部設置錐形的藥型罩；外殼和藥型罩所圍成的內腔為用于安放炸藥的炸藥倉，炸藥倉的截面為倒V型；所述藥型罩的壁厚小于外殼的壁厚；藥型罩頂端的錐角為40°～110°；外殼上方中心處安裝用于起爆的電雷管，并通過遠程遙控引爆；外殼通過卡具安裝在被切割目標上。

本實用新型進一步的改進在于：

所述外殼的厚度為2mm，藥型罩的厚度為1.5mm。

所述外殼和藥型罩均由紫銅制成。

所述藥型罩的錐角為100°。

所述外殼的長度為500mm。

所述炸藥倉中填充的炸藥量為100g～300g，裝藥線密度為300g/m。

所述藥型罩的底面與被切割目標之間的間隙為4～8mm。

所述外殼的底部兩端呈水平設置。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗用聚能切割裝置，以實現在全尺寸氣體爆破試驗的啟裂鋼管上方中心部位引入一定長度的貫穿型初始裂紋，保證全尺寸氣體爆破試驗順利實施。使用時，將本實用新型的線型聚能切割裝置安放在到啟裂鋼管上，采用線起爆方式，通過遠程遙控電雷管引爆。本實用新型設計的聚能切割裝置安全性較好，切割效率較高。本實用新型適用于16.3mm厚的X80-X100管線鋼，確保在全尺寸氣體爆破試驗的啟裂鋼管上方中心部位引入長為500mm的貫穿型初始裂紋。引入的貫穿型初始裂紋尖端比較尖銳，裂紋寬度比較窄，不超過10mm。

進一步的，本實用新型外殼厚度比藥型罩的厚度大，能夠形成溫度的射流，增加炸藥沖擊壓力的作用時間。