[发明专利]一种基于应变检测的管道安全评价方法

权利要求书

1.一种基于应变检测的管道安全评价方法，其特征是：该方法所采用的管道安全评价装置包括试验台（1）、管道（2）、管道固定及轴向位移加载装置、横向位移加载装置、管道内压加载装置、应变检测及分析装置，

所述试验台（1）的左侧立柱开多个螺纹孔，与管道左法兰（3）连接，固定管道（2）的左端，试验台（1）的右侧立柱安设横向位移加载装置，用来调整和固定管道的横向位置，试验台（1）的底部对称开多个基础连接螺纹孔（9），使实验台与基础固定连接；

所述管道（2）为不锈钢无缝钢管，管道左右两侧下方各开有小孔，右侧小孔与管道内压加载装置连接，施加内压载荷，左侧小孔与泄压阀（10）连接；

所述管道固定及轴向位移加载装置的左端通过左法兰（3）、连接螺栓与试验台（1）左侧固定，右端通过右法兰（4）、轴向加载螺栓（5）安装在试验台右侧，利用轴向加载螺栓（5）施加管道轴向位移载荷，管道的右法兰（4）与试验台右立柱之间有聚合物圈（6）间隔，中间装有位移传感器（7）测定右法兰与右立柱的间距，确定所施加的管道轴向位移载荷大小；

该方法包括以下步骤：

一、组装整个基于应变检测的管道安全评价装置：

将试验台（1）通过紧固螺栓固定到基础上，将管道（2）的左端与左法兰连接、密封，利用紧固螺栓固定到试验台左侧立柱；管道（2）右端与右法兰连接，右法兰右侧粘接聚合物圈（6）；在管道（2）的中间测试部分安装六个应变片组，并接好数据线（14），启动应变检测与分析系统（15），测量初始应变数据；

二、管道危险截面位置检测：

通过设定管道加载方案，即轴向、横向位移载荷与内压载荷大小；转动横向位移加载螺栓，将管道右法兰推动至目标连接孔位置，右法兰与试验台右侧立柱之间装上连接螺栓，并安装位移传感器，旋进连接螺栓，拉动管道右法兰向右移动，使管道发生拉伸变形，由位移传感器确定轴向位移载荷大小，启动加压泵，将管道内部压力加至工作载荷，保持压力不变；

在确定管道危险截面环节中，由于内压、轴向位移使管道发生均匀变形，测定6个应变片组的AC测点应变，通过各个测点应变变化规律，分析管道截面内力、 沿着轴线的变化规律，根据线弹性变形内力的线性变化规律，采用内插法确定危险截面；

三、截面内力分析：

根据危险截面位置，选取左右两侧2个应变片组，在考虑轴向、两个横向位移载荷及内压载荷情况下，选取每组ABCE四个测点，每个测点应变片检测应力由管道各项载荷引起，应用材料力学理论，建立危险截面各测点应力与官道内力的方程组；联立求解确定管道各项内力；

四、危险点应力计算及安全评价：

建立管道危险截面任一点位置的应力与内力之间的表达式，应用微分原理确定应力极值即为危险点应力，利用第四强度理论建立安全评价准则，对管道安全进行评价。

2.根据权利要求1所述的基于应变检测的管道安全评价方法，其特征是：所述的横向位移加载装置包括径向位移用加强筋（8）、管道横向位移加载螺栓（11）、横向位置固定用螺纹孔（16），在右法兰（4）上分布多组横向位置固定用螺纹孔（16），在试验台的右侧立柱内固定多个径向位移用加强筋（8），管道横向位移加载螺栓（11）插入径向位移用加强筋（8）的螺孔内旋转，带动右法兰移动进而使管道（2）的右端实现横向移动。

3.根据权利要求2所述的基于应变检测的管道安全评价方法，其特征是：通过分别旋进水平、垂直两个方向的管道横向位移加载螺栓（11），推动右法兰（4）沿水平和垂直方向移动，当右法兰上的横向位置固定用螺纹孔（16）与设定位移载荷位置对应的螺纹孔重合，利用右法兰与右侧立柱直接连接的螺栓固定右法兰的位置，确保测试过程管道的横向位移保持不变。

4.根据权利要求1所述的基于应变检测的管道安全评价方法，其特征是：所述的管道内压加载装置主要包括加压泵（12）与泄压阀（10），加压泵的压力量程为10MPa，最高使管道内部有10MPa工作压力，测试结束后，通过泄压阀（10）泄除管道（2）的内的压力。