[發明專利]一種管壁裂紋擴展速度測試裝置的測試方法

有效

• 申請號: 201810442083.8
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN108871963B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 龍源;李鶴;紀沖;高福銀;謝興博;毛益明;范磊;李興華;鐘明壽;程良玉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

1.一種管壁裂紋擴展速度測試裝置的測試方法，該測試裝置包括加壓裝置、與加壓裝置連通的高壓輸氣金屬管、若干個時間探針單元和動態信號采集系統，該加壓裝置包括將高壓氣體輸送到金屬管的高壓氣體輸送管、第一類空氣壓縮裝置、第二類空氣壓縮裝置和第三類空氣壓縮裝置，所述高壓氣體輸送管通過一級閥與金屬管連通，所述第一類空氣壓縮裝置安裝在高壓氣體輸送管上，所述高壓氣體輸送管末端設有三通轉換器，三通轉換器分別與第二類空氣壓縮裝置和第三類空氣壓縮裝置連接，在金屬管中心管壁上安裝有線型聚能切割器，所述時間探針單元纏繞在金屬管上，每個時間探針單元和一個電阻元件串聯成一個并聯支路，穩壓電源給每個并聯支路供電，動態信號采集系統各通道分別采集每個并聯支路中電阻元件的電壓，動態信號采集系統輸出端與計算機連接，所述時間探針單元為直徑0.2 mm～0.8mm、長度為金屬管外壁面周長的漆包銅線，所述時間探針單元在管壁上的布置間距為0.25m～1.0m，時間探針單元中心位于初始裂紋所在的管壁母線上，時間探針單元繞金屬管截面180°安裝在金屬管外壁面上，垂直于管壁母線，其特征在于：包括以下步驟：

（1）用打磨機將安裝時間探針單元處的金屬管外壁面進行表面拋光除銹，將線型聚能切割器安裝在金屬管中心上，與金屬管母線平行，將時間探針單元沿管壁安裝位置纏繞金屬管，然后用502膠固定，再用環氧樹脂粘貼膠將時間探針單元覆蓋，使其與管壁緊密粘連，將加壓裝置與金屬管連通；

（2）每個時間探針單元的一端通過電阻元件與穩壓電源的正極連接，另一端與穩壓電源負極連接；動態信號采集系統各通道信號輸入端分別與各電阻元件正極連接，接地端與各電阻元件負極連接；動態信號采集系統的數據輸出端與計算機連接；

（3）采用第一類空氣壓縮裝置加壓，當管內壓力小于等于2MPa時，按1MPa作為臺階值、暫停加壓15分鐘，再加壓至2MPa；當管內壓力大于2MPa時，按0.5MPa作為臺階值、暫停加壓10分鐘，直至加壓到4MPa；

（4）采用第二類空氣壓縮和第三類空氣壓縮裝置加壓，當管內壓力小于等于8MPa時，按0.5MPa作為臺階值、暫停加壓10分鐘，再加壓至8MPa；當管內壓力大于8MPa時，按0.25MPa作為臺階值、暫停加壓10分鐘，直至加壓到金屬管的目標壓力值；

（5）設初始裂縫尖端位置L₀為0，初始裂縫位置時間探針單元形成電壓階躍信號的時刻t₀為0；其余時間探針單元從初始裂縫開始依次標記為L₁、L₂、L₃…，L_i，…L_n，與其對應的計算機上形成電壓階躍信號的時間依次記為t₁、t₂、t₃…，ti，…t_n，其中L_i表示第i個時間探針單元到初始裂縫尖端的距離，t_i表示裂紋傳播到第i個時間探針單元的時間；則裂紋經過相鄰時間探針單元的平均速度V_i=(L_i-L_i-1)∕(t_i- t_i-1)，其中i=1、2、3……n；然后以位移[(L_i-L_i-1)∕2+ L_i]為X軸和速度V_i為Y軸繪出距離-速度曲線，即可得到裂紋擴展到相應位置時所對應的裂紋擴展區間速度。