[發明專利]一種管道焊口應力監測評估方法

有效

• 申請號: 202110549501.5
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113295313B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 牛騰赟;裴喜偉;王昊;句光宇;劉永成
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司中南電力試驗研究院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 鄭州中鼎萬策專利代理事務所(普通合伙) 41179
• 代理人: 林新園

1.一種管道焊口應力監測評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在待測焊縫(7a)兩側分別布置兩組用于監測焊縫兩側管道壁厚的測點組，分別為第一測點組A和第二測點組B，管道上與待測焊縫相鄰的兩道焊縫分別為前端焊縫(7b)和后端焊縫(7c)，前端焊縫(7b)靠近待測焊縫(7a)一側的管道上布置有用于監測該處管道壁厚的第三測點組C，后端焊縫(7c)靠近待測焊縫(7a)一側的管道上布置有用于監測該處管道壁厚的第四測點組D，每組測點組均包含沿管道圓周方向布置在焊縫對應側管道(1)上的多個測點；

步驟2：通過步驟1布置的測點實時監測對應位置的管道壁厚，通過以下公式1，計算每個測點的內壓折算應力：

其中：

σ_eq--內壓折算應力，MPa；

p--設計壓力，MPa；

D₀--管道設計外徑；

S--測點測得的實測壁厚；

Y--溫度對管子壁厚的修正系數；

η--許用應力的修正系數；

α--考慮腐蝕、磨損和機械強度的附加厚度，mm；

步驟3：將計算的各個測點的內壓折算應力σ_eq與被測鋼管鋼材在管道設計溫度下的許用應力值[σ]^t進行比較，從而對對焊縫應力進行評估，具體評估標準如下：

A、所有測點中，內壓折算應力σ_eq最大值的點落在待測焊縫(7a)兩側的第一測點組A或第二測點組B上的測點，且該最大值的內壓折算應力σ_eq≥管道設計溫度下的許用應力值[σ]^t時，判定為待測焊縫(7a)處于第一預警狀態，待測焊縫存在缺陷風險，需要進行表面探傷；

B、所有測點中，內壓折算應力σ_eq的最大值均小于管道設計溫度下的許用應力值[σ]^t時，判定為待測焊縫(7a)處于良好狀態，無需進行缺陷檢測；

C、所有測點中，內壓折算應力σ_eq最大值的點落在前端焊縫(7b)一側的第三測點組C或后端焊縫(7c)一側的第四測點組D上的測點，且該最大值的內壓折算應力σ_eq≥管道設計溫度下的許用應力值[σ]^t時，判定為待測焊縫(7a)處于第二預警狀態，前端焊縫(7b)和后端焊縫(7c)存在開裂風險，需對其進行應力監測或探傷檢測。

2.根據權利要求1所述的管道焊口應力監測評估方法，其特征在于，所述待測焊縫(7a)與前端焊縫(7b)的間距L1小于8m，待測焊縫(7a)與后端焊縫(7c)的間距L1小于8m。

3.根據權利要求1所述的管道焊口應力監測評估方法，其特征在于，第一測點組A和第二測點組B的測點與待測焊縫(7a)相互靠近側的邊沿間距小于20mm，第三測點組C的測點與前端焊縫(7b)相互靠近側的邊沿間距小于20mm，第四測點組D的測點與后端焊縫(7c)相互靠近側的邊沿間距小于20mm。

4.根據權利要求1所述的管道焊口應力監測評估方法，其特征在于，所述步驟2中的溫度對管子壁厚的修正系數Y的取值原則為：

當工作溫度≤480℃時，取值為0.4；

當工作溫度在480℃-510℃之間時，取值為0.5；

當工作溫度≤480℃時，取值為0.4。

5.根據權利要求1所述的管道焊口應力監測評估方法，其特征在于，所述步驟2中的許用應力的修正系數η的取值原則為：

當管道為無縫鋼管時，η取值為1；

當管道為縱縫焊接鋼管，焊接方式為手工電焊或氣焊時，若焊縫形式為雙面焊接有坡口對接焊縫，則η取值為1，若焊縫形式為有氬弧焊打底的單面焊接有坡口對接焊縫，則η取值為0.9，若焊縫形式為無氬弧焊打底的單面焊接有坡口對接焊縫，則η取值為0.75；

當管道為縱縫焊接鋼管，焊接方式為溶劑下的自動焊時，若焊縫形式為雙面焊接對接焊縫，則η取值為1，若焊縫形式為單面焊接有坡口對接焊縫，則η取值為0.85，若焊縫形式為單面焊接無坡口對接焊縫，則η取值為0.80。