[发明专利]一种基于应变检测的管道安全评价方法

摘要

本发明涉及一种基于应变检测的管道安全评价装置及方法。其技术方案是：包括试验台、管道、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，试验台上通过管道固定及轴向位移加载装置、横向位移加载装置安装管道，并在管道上设有管道内压加载装置，通过数据线连接应变检测及分析装置进行检测和分析。有益效果是：可以进行埋地管道地质灾害多项位移载荷作用的小型物理模拟试验，并能够确定管道危险点的应力，用于断层、滑坡等地质灾害作用下埋地油气管道的安全评价，为埋地管道安全运营提供依据；该发明具有试验过程实时可见、检测方案简单高效等特点，既适用于管道模型检测示范，也能够在工程中推广应用。

主权项

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，/n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；/n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；/n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；/n该方法包括以下步骤：/n一、组装整个基于应变检测的管道安全评价装置：/n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；/n二、管道危险截面位置检测：/n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；/n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；/n三、截面内力分析：/n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；/n四、危险点应力计算及安全评价：/n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。/n