[实用新型]一种输气钢管全尺寸气体爆破试验断裂速度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于爆炸测量技术领域，涉及一种输气钢管全尺寸气体爆破试验断裂速度测量装置。

背景技术

天然气是一种清洁能源，也是一种易燃、易爆的危险介质，高压天然气管道一旦长程开裂将造成灾巨大难和损失，因此必须保证管道的安全性。为了提高管道运输的经济性，天然气管道的发展趋势是高压、大口径、大壁厚、大输量，采用的钢管也随之向高钢级(高强度级别)方向发展。我国天然气管道用管线钢管近年来发展非常快，X70级别钢管在西气东输一线成功应用，西气东输二线管道工程大规模采用X80级别的钢管。目前我国正在积极研发X90、X100等高级别管线钢的工程应用问题。

天然气输送管道钢级、管径、设计系数的提高以及高压富气输送工艺的采用，大大提高了运营效益，同时给管道安全也提出了更高的要求。输气管道一旦开裂，管内高压气体并不能立刻排空，而是由断裂点向两侧各产生一个减压波并向两远端传播。由于气体减压波速低于裂纹扩展速度，裂纹尖端就会持续的保持高应力状态，裂纹也会持续的高速扩展，容易导致输气管道延性裂纹的长程扩展问题，输气管道通常呈延性断裂特征。管材的止裂韧性是材料抵抗延性裂纹扩展能力的度量，需合理预测和规定管线钢的韧性指标。

对于天然气管线的母材止裂韧性要求值，国际上进行了大量的研究，得到了许多止裂韧性预测方法。随着管线钢的钢级、管径和设计系数不断提高，高压天然气管道一般呈延性断裂特征。管材的止裂韧性是材料抵抗延性裂纹扩展能力的度量，需合理预测和规定管线钢的韧性指标。但对现代高强高韧管线钢管，特别是X80及以上管线钢，已有的止裂预测方法存在局限性，已经不能正确反映这种高强韧性材料的止裂性能。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种输气钢管全尺寸气体爆破试验断裂速度测量装置，能够测量得到输气钢管全尺寸气体爆破试验中裂纹沿着管线扩展的速度。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开的一种输气钢管全尺寸气体爆破试验断裂速度测量装置，包括设置在待测输气钢管中心的启爆装置，以及布设在待测输气钢管圆周上半部外壁上的若干根时间线；且每根时间线与外接的电阻及恒压电源串联成闭合测试电路。

在启爆装置处设有一根时间线，且距此时间线每间隔0.4～0.6m设有一根时间线。

待测输气钢管启爆装置处及待测输气钢管端部设置的时间线数目大于待测输气钢管上其他位置的数目。

在待测输气钢管任意一处布设两根时间线。

所述时间线由聚氨酯漆包线制成，聚氨酯漆包线内部的铜线直径为0.4mm。

所述若干根时间线均通过302胶粘贴于待测输气钢管外壁上，且在时间线上覆盖胶带。

所述闭合测试电路中的电阻为两个，一个为量程100Ω的额定电阻，另一个为量程100Ω的可调电阻。

在每根时间线的两端还设有用于采集电压信号的信号线，信号线连接至数据采集系统，数据采集系统与处理终端相连。

所述信号线采用RVVP屏蔽电缆。

所述数据采集系统的采样频率为100KHZ。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的输气钢管全尺寸气体爆破试验断裂速度测量装置，包括布设在待测输气钢管圆周上半部外壁上的若干根时间线，每根时间线与外接的电阻及恒压电源串联成闭合测试电路，在待测输气钢管的中心处设有启爆装置，能够引入初始裂纹，裂纹能够沿着管线扩展。在管线上不同位置布设时间线，是用来记录裂纹到达时间，当裂纹扩展到时间线位置时，该时间线断裂，整个闭合测试电路电压发生变化并输出一个阶跃信号，通过记录裂纹扩展到两根时间线的时间差及它们之间的距离可以求出裂纹扩展的速度。本实用新型的测量装置结构简单、易制作，时间线断裂产生的阶跃信号明显，测试结果可靠，安全性较好，能够有效测量和分析裂纹沿输气钢管管线扩展的速度。

进一步地，待测输气钢管启爆装置(起裂处)及待测输气钢管端部设置的时间线数目大于待测输气钢管上其他位置的数目，能够有效监测裂纹速度的变化。在待测输气钢管某一位置同时布设两根时间线，测量两根时间线是否同时断裂，检验测试的可靠性，便于排除干扰因素。