一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)斷裂速度測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于爆炸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)斷裂速度測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣是一種清潔能源，也是一種易燃、易爆的危險(xiǎn)介質(zhì)，高壓天然氣管道一旦長(zhǎng)程開裂將造成災(zāi)巨大難和損失，因此必須保證管道的安全性。為了提高管道運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性，天然氣管道的發(fā)展趨勢(shì)是高壓、大口徑、大壁厚、大輸量，采用的鋼管也隨之向高鋼級(jí)(高強(qiáng)度級(jí)別)方向發(fā)展。我國(guó)天然氣管道用管線鋼管近年來發(fā)展非?？欤琗70級(jí)別鋼管在西氣東輸一線成功應(yīng)用，西氣東輸二線管道工程大規(guī)模采用X80級(jí)別的鋼管。目前我國(guó)正在積極研發(fā)X90、X100等高級(jí)別管線鋼的工程應(yīng)用問題。
[0003]天然氣輸送管道鋼級(jí)、管徑、設(shè)計(jì)系數(shù)的提高以及高壓富氣輸送工藝的采用，大大提高了運(yùn)營(yíng)效益，同時(shí)給管道安全也提出了更高的要求。輸氣管道一旦開裂，管內(nèi)高壓氣體并不能立刻排空，而是由斷裂點(diǎn)向兩側(cè)各產(chǎn)生一個(gè)減壓波并向兩遠(yuǎn)端傳播。由于氣體減壓波速低于裂紋擴(kuò)展速度，裂紋尖端就會(huì)持續(xù)的保持高應(yīng)力狀態(tài)，裂紋也會(huì)持續(xù)的高速擴(kuò)展，容易導(dǎo)致輸氣管道延性裂紋的長(zhǎng)程擴(kuò)展問題，輸氣管道通常呈延性斷裂特征。管材的止裂韌性是材料抵抗延性裂紋擴(kuò)展能力的度量，需合理預(yù)測(cè)和規(guī)定管線鋼的韌性指標(biāo)。
[0004]對(duì)于天然氣管線的母材止裂韌性要求值，國(guó)際上進(jìn)行了大量的研究，得到了許多止裂韌性預(yù)測(cè)方法。隨著管線鋼的鋼級(jí)、管徑和設(shè)計(jì)系數(shù)不斷提高，高壓天然氣管道一般呈延性斷裂特征。管材的止裂韌性是材料抵抗延性裂紋擴(kuò)展能力的度量，需合理預(yù)測(cè)和規(guī)定管線鋼的韌性指標(biāo)。但對(duì)現(xiàn)代高強(qiáng)高韌管線鋼管，特別是X80及以上管線鋼，已有的止裂預(yù)測(cè)方法存在局限性，已經(jīng)不能正確反映這種高強(qiáng)韌性材料的止裂性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)斷裂速度測(cè)量裝置，能夠測(cè)量得到輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)中裂紋沿著管線擴(kuò)展的速度。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明公開的一種輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)斷裂速度測(cè)量裝置，包括設(shè)置在待測(cè)輸氣鋼管中心的啟爆裝置，以及布設(shè)在待測(cè)輸氣鋼管圓周上半部外壁上的若干根時(shí)間線;且每根時(shí)間線與外接的電阻及恒壓電源串聯(lián)成閉合測(cè)試電路;在每根時(shí)間線的兩端還設(shè)有用于采集電壓信號(hào)的信號(hào)線，信號(hào)線連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與處理終端相連。
[0008]在啟爆裝置處設(shè)有一根時(shí)間線，且距此時(shí)間線每間隔0.4?0.6m設(shè)有一根時(shí)間線。
[0009]待測(cè)輸氣鋼管啟爆裝置處及待測(cè)輸氣鋼管端部設(shè)置的時(shí)間線數(shù)目大于待測(cè)輸氣鋼管上其他位置的數(shù)目。
[0010]在待測(cè)輸氣鋼管任意一處布設(shè)兩根時(shí)間線。
[0011]所述時(shí)間線由聚氨酯漆包線制成，聚氨酯漆包線內(nèi)部的銅線直徑為0.4_。
[0012]所述若干根時(shí)間線均通過302膠粘貼于待測(cè)輸氣鋼管外壁上，且在時(shí)間線上覆蓋膠帶。
[0013]所述閉合測(cè)試電路中的電阻為兩個(gè)，一個(gè)為量程100Ω的額定電阻，另一個(gè)為量程100 Ω的可調(diào)電阻。
[0014]所述信號(hào)線采用RVVP屏蔽電纜。
[0015]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率為10KHZ。
[0016]處理終端為計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0018]本發(fā)明公開的輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)斷裂速度測(cè)量裝置，包括測(cè)試電路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及處理終端;在待測(cè)輸氣鋼管的中心處設(shè)有啟爆裝置，能夠引入初始裂紋，裂紋能夠沿著管線擴(kuò)展。在管線上不同位置布設(shè)時(shí)間線，將時(shí)間線通過信號(hào)線連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接到處理終端上。時(shí)間線是用來記錄裂紋到達(dá)時(shí)間，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到時(shí)間線位置時(shí)，該時(shí)間線斷裂，整個(gè)電路電壓發(fā)生變化并輸出一個(gè)階躍信號(hào)，通過記錄裂紋擴(kuò)展到兩根時(shí)間線的時(shí)間差及它們之間的距離可以求出裂紋擴(kuò)展的速度。本發(fā)明的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制作，時(shí)間線斷裂產(chǎn)生的階躍信號(hào)明顯，測(cè)試結(jié)果可靠，安全性較好，能夠有效測(cè)量和分析裂紋沿輸氣鋼管管線擴(kuò)展的速度。
[0019]進(jìn)一步地，待測(cè)輸氣鋼管啟爆裝置(起裂處)及待測(cè)輸氣鋼管端部設(shè)置的時(shí)間線數(shù)目大于待測(cè)輸氣鋼管上其他位置的數(shù)目，能夠有效監(jiān)測(cè)裂紋速度的變化。在待測(cè)輸氣鋼管某一位置同時(shí)布設(shè)兩根時(shí)間線，測(cè)量?jī)筛鶗r(shí)間線是否同時(shí)斷裂，檢驗(yàn)測(cè)試的可靠性，便于排除干擾因素。
[0020]進(jìn)一步地，時(shí)間線由聚氨酯漆包線制成，聚氨酯漆包線內(nèi)部的銅線直徑為0.4mm。漆包線是一種電工材料，它是在一根圓形的銅線表面加工一層薄薄的高強(qiáng)度聚酯絕緣層，起到與外界絕緣的作用。漆包線具有好的絕緣效果和防水能力。本發(fā)明采用聚氨酯漆包銅線作為時(shí)間線，內(nèi)部銅線直徑為0.4mm。該漆包線的特點(diǎn)是具有直焊性，耐高頻性能性好，耐防潮性好。同時(shí)，若干根時(shí)間線均通過302膠粘貼于待測(cè)輸氣鋼管外壁上，且在時(shí)間線上覆蓋膠帶，用膠帶把時(shí)間線包住進(jìn)行保護(hù)，防水防潮性好。
[0021]進(jìn)一步地，信號(hào)線采用RVVP屏蔽電纜，抗外界電磁干擾能力好，傳輸數(shù)據(jù)高效安全。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的時(shí)間線測(cè)試電路連接結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的斷裂速度測(cè)量裝置的測(cè)試原理框圖。
[0025]其中:I為啟爆裝置;2為時(shí)間線。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0027]參見圖1，本發(fā)明公開的輸氣鋼管全尺寸氣體爆破試驗(yàn)斷裂速度測(cè)量裝置，包括設(shè)置在待測(cè)輸氣鋼管中心的啟爆裝置I，以及布設(shè)在待測(cè)輸氣鋼管圓周上半部外壁上的若干根時(shí)間線2;且每根時(shí)間線2與外接的電阻及恒壓電源串聯(lián)成閉合測(cè)試電路;在每根時(shí)間線的兩端還設(shè)有用于采集電壓信號(hào)的信號(hào)線，信號(hào)線連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與處理終端相連。
[0028]參見圖2，為時(shí)間線測(cè)試電路連接結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)時(shí)，將時(shí)間線、電阻和穩(wěn)壓電源串聯(lián)成閉合回路，在時(shí)間線兩端AB采集電壓信號(hào)，將信號(hào)通過信號(hào)線連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上。時(shí)間線斷裂前，采集的是AB兩端的電壓；當(dāng)裂紋到達(dá)時(shí)間線時(shí)，時(shí)間線斷裂，采集的是電源電壓，電壓信號(hào)發(fā)生改變，從而提供裂紋到達(dá)時(shí)間。
[0029]優(yōu)選地:時(shí)間線:采用漆包線，漆包線是一種電工材料，它是在一根圓形的銅線表面加工一層薄薄的高強(qiáng)度聚酯絕緣層，起到與外界絕緣的作用。漆包線具有好的絕緣效果和防水能力。本發(fā)明采用聚氨酯漆包銅線作為時(shí)間線，內(nèi)部銅線直徑為0.4mm。該漆包線的特點(diǎn)是具有直焊性，耐高頻性能性好，耐防潮性好。電阻:一個(gè)100 Ω，一個(gè)量程為100 Ω的可調(diào)電阻，與時(shí)間線串聯(lián)。穩(wěn)壓電源:輸出電壓可調(diào)節(jié)，能提供恒定電壓。信號(hào)線:RVVP屏蔽電纜，抗外界電磁干擾能力好，傳輸數(shù)據(jù)高效安全。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)