[實用新型]一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗斷裂速度測量裝置

有效

• 申請號: 201521130273.4
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205374192U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 李鶴;張偉衛;胡美娟;霍春勇;楊坤;王海濤;吉玲康;李炎華;陳宏遠;齊麗華
• 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: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王霞

技術領域

本實用新型屬于爆炸測量技術領域，涉及一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗斷裂速度測量裝置。

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災巨大難和損失，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。我國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。目前我國正在積極研發X90、X100等高級別管線鋼的工程應用問題。

天然氣輸送管道鋼級、管徑、設計系數的提高以及高壓富氣輸送工藝的采用，大大提高了運營效益，同時給管道安全也提出了更高的要求。輸氣管道一旦開裂，管內高壓氣體并不能立刻排空，而是由斷裂點向兩側各產生一個減壓波并向兩遠端傳播。由于氣體減壓波速低于裂紋擴展速度，裂紋尖端就會持續的保持高應力狀態，裂紋也會持續的高速擴展，容易導致輸氣管道延性裂紋的長程擴展問題，輸氣管道通常呈延性斷裂特征。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。

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。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。但對現代高強高韌管線鋼管，特別是X80及以上管線鋼，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。

實用新型內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗斷裂速度測量裝置，能夠測量得到輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗中裂紋沿著管線擴展的速度。

本實用新型是通過以下技術方案來實現：

本實用新型公開的一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗斷裂速度測量裝置，包括設置在待測輸氣鋼管中心的啟爆裝置，以及布設在待測輸氣鋼管圓周上半部外壁上的若干根時間線；且每根時間線與外接的電阻及恒壓電源串聯成閉合測試電路。

在啟爆裝置處設有一根時間線，且距此時間線每間隔0.4～0.6m設有一根時間線。

待測輸氣鋼管啟爆裝置處及待測輸氣鋼管端部設置的時間線數目大于待測輸氣鋼管上其他位置的數目。

在待測輸氣鋼管任意一處布設兩根時間線。

所述時間線由聚氨酯漆包線制成，聚氨酯漆包線內部的銅線直徑為0.4mm。

所述若干根時間線均通過302膠粘貼于待測輸氣鋼管外壁上，且在時間線上覆蓋膠帶。

所述閉合測試電路中的電阻為兩個，一個為量程100Ω的額定電阻，另一個為量程100Ω的可調電阻。

在每根時間線的兩端還設有用于采集電壓信號的信號線，信號線連接至數據采集系統，數據采集系統與處理終端相連。

所述信號線采用RVVP屏蔽電纜。

所述數據采集系統的采樣頻率為100KHZ。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型公開的輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗斷裂速度測量裝置，包括布設在待測輸氣鋼管圓周上半部外壁上的若干根時間線，每根時間線與外接的電阻及恒壓電源串聯成閉合測試電路，在待測輸氣鋼管的中心處設有啟爆裝置，能夠引入初始裂紋，裂紋能夠沿著管線擴展。在管線上不同位置布設時間線，是用來記錄裂紋到達時間，當裂紋擴展到時間線位置時，該時間線斷裂，整個閉合測試電路電壓發生變化并輸出一個階躍信號，通過記錄裂紋擴展到兩根時間線的時間差及它們之間的距離可以求出裂紋擴展的速度。本實用新型的測量裝置結構簡單、易制作，時間線斷裂產生的階躍信號明顯，測試結果可靠，安全性較好，能夠有效測量和分析裂紋沿輸氣鋼管管線擴展的速度。

進一步地，待測輸氣鋼管啟爆裝置(起裂處)及待測輸氣鋼管端部設置的時間線數目大于待測輸氣鋼管上其他位置的數目，能夠有效監測裂紋速度的變化。在待測輸氣鋼管某一位置同時布設兩根時間線，測量兩根時間線是否同時斷裂，檢驗測試的可靠性，便于排除干擾因素。