[发明专利]含气孔缺陷的GIL铝合金焊接管道安全评定方法

说明书

本发明公开了一种含气孔缺陷的GIL铝合金焊接管道安全评定方法，先对气孔缺陷进行规则化处理得到规则气孔；再建立管道的有限元管道模型；对有限元管道模型进行弹塑性分析获得管道的一个内压极限载荷；改变规则气孔的尺寸，再重复上述过程获取管道的另外多个内压极限载荷，分析多个内压极限载荷的变化规律从而确定内压极限载荷求解函数；最后根据内压极限载荷求解函数计算出含气孔缺陷的待测管道的内压极限载荷，判断含气孔缺陷的待测管道的内压极限载荷除以参考极限载荷的商是否大于安全系数，并根据判断结果判断管道是否符合安全要求。本发明能够快速有效地对含气孔缺陷的GIL管道进行安全评定。

技术领域

本发明涉及输电线路技术领域，具体涉及一种含气孔缺陷的GIL铝合金焊接管道安全评定方法。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL,gas-insulated metal enclosedtransmission line)具有输电容量大、占地少、布置灵活、可靠性高、维护量小、寿命长且与环境相互影响小等优点，GIL可适用于特殊气象环境或特殊地段的输电线路架设，是特高压供电必不可少的一部分。

特高压GIL管道采用铝合金结构，而熔焊是GIL管道普遍采用的连接方法。目前铝合金的熔焊焊接方法主要集中在钨极氩弧焊(简称TIG焊)、熔化极气体保护焊(简称MIG或MAG焊)和激光焊，但都容易在焊缝中产生气孔缺陷，气孔率大概为8％-10％左右，这会严重影响结构件的力学性能和安全可靠性。现有的缺陷评估方法，主要集中在裂纹等面积型缺陷或者减薄类体积型缺陷，无法针对气孔缺陷对GIL管道进行有效的安全评定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含气孔缺陷的GIL铝合金焊接管道安全评定方法，能够快速有效地对含气孔缺陷的GIL管道进行安全评定。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种含气孔缺陷的GIL铝合金焊接管道安全评定方法，包括以下步骤：

1)对所述气孔缺陷进行规则化处理得到规则气孔；

2)根据GIL铝合金焊接管道的焊缝力学性能数据以及所述规则气孔建立GIL铝合金焊接管道的有限元管道模型；

3)对所述有限元管道模型进行弹塑性分析，并根据分析结果获得GIL铝合金焊接管道的一个内压极限载荷；

4)改变规则气孔的尺寸，再重复步骤2)-步骤3)获取GIL铝合金焊接管道的另一个内压极限载荷；

5)不断重复步骤4)，直至获取多个内压极限载荷；

6)分析多个内压极限载荷的变化规律，并根据分析结果确定GIL铝合金焊接管道的内压极限载荷求解函数；

7)根据所述内压极限载荷求解函数计算出含气孔缺陷的一个待测GIL铝合金焊接管道的内压极限载荷，并定义待测GIL铝合金焊接管道在无缺陷情况下的极限载荷为参考极限载荷，判断含气孔缺陷的待测GIL铝合金焊接管道的内压极限载荷除以所述参考极限载荷的商是否大于安全系数，若判断结果为是，则表明含气孔缺陷的待测GIL铝合金焊接管道符合安全要求，否则不符合安全要求。

在其中一个实施方式中，所述步骤1)中，对气孔缺陷进行规则化处理得到规则气孔的方法为：如图若气孔缺陷为单个气孔，则用单个球形气孔替换单个气孔；若气孔缺陷为气孔群，则用包络气孔群的长条形气孔替换气孔群。

在其中一个实施方式中，长条形气孔包括轴向气孔和环向气孔，所述轴向气孔的长度方向沿GIL铝合金焊接管道的轴向，所述环向气孔的轴线和GIL铝合件焊接管道的轴线相重合。

在其中一个实施方式中，当规则化处理后的气孔缺陷为单个球形气孔时，所述内压极限载荷求解函数为：P_L＝AP_L0+B(γ)^a/t；