管道焊缝应力检测写论文的2个范文

　　管道焊缝应力检测论文范文一：

　　随着我国经济社会发展，压力管道总里程逐年增长，被广泛应用于化工、石油、制药、能源、航空、环保、钢铁、公用工程等领域。

　　压力管道因其输送的介质具有高温、高压、易燃、易爆、有毒等特点，一旦发生泄露，将带来严重后果，其安全性、稳定性一直是社会关注的焦点。

　　压力管道的铺设地区在我国分布广泛，穿越地形复杂，且沿途自然条件变化多端，受诸如山洪、滑坡、崩塌、泥石流、地震等自然灾害影响概率大[1]。泥石流是一种强突发性灾害，泥石流发生时流体沿着沟床侵泄而下所带来的强大冲击力可以对压力管道造成巨大的撞击，可能导致管道发生位移、变形，对管道应力分布状态产生影响，可能在管道局部加大应力集中，严重影响管道服役寿命。

　　一、超声应力检测技术

　　应力(载荷应力)检测的相关研究，源于20世纪30年代，目前已经发展出数十种检测方法。常见的应力检测方法可分为机械检测法和物理检测法。机械检测法需要在检测的过程中对工件进行破坏，常见的有剖分法、环芯法等;物理检测法常见的有X射线衍射法、超声波检测法、磁测法和扫描电子声显微镜法等，在检测过程中不需要对检测工件进行破坏，属于无损检测方法的范畴。其中超声波检测法具有高分辨率、高渗透力和对人体无害等特点，是目前应用最广泛的应力无损方法之一。

　　1、声弹性理论

　　超声应力检测的理论基础为声弹性理论。弹性波在被检工件(固体材料)中的传播速度不仅取决于材料的二阶弹性常数和材料密度，还与材料高阶弹性常数和应力有关[2]。当被检工件中应力方向与超声波纵波方向一致时，拉伸应力使超声纵波在被检工件中的传播速度变慢，压缩应力使超声波传播速度变快。因此，在外界激励条件保持不变的情况下，若测得与被检工件材料相同的零应力试块(应力值Ϭ0)对应的超声传播时间(t0)和被检工件(应力值Ϭ)对应的超声传播时间(t)，根据时间差求出被检工件中的应力绝对值[3]。即

　　Ϭ-Ϭ0=K(t-t0)

　　式中应力系数，与被检件的材料和探头间距有关，可通过拉伸试验标定获得[3]。超声临界折射纵波收发原理及残余应力检测区域如图1所示。

　　2、超声应力检测系统构成

　　超声应力无损检测系统包括：超声信号激励和接收采集模块(含超声激励模块、回波接收模块、数据采集模块、数字控制模块及通信数据模块等)、应力检测探头(含超声收/发换能器和定制声楔块)、环境温度采集模块(含热电阻、热电阻信号调理器、温度采集卡等)、外围设备(含自动检测行走机构、应力检测探头夹持装置、超声型号传输线、耦合剂)、软件系统、设备标定和校准系统(含应力系数、基准零应力试块等)、便携工控机[4]。系统组成框图如图2所示。

　　二、受泥石流影响压力管道超声应力检测案例

　　某单位新建压力管道，受泥石流自然灾害影响，受影响管线长约180米，其水工保护设施损毁造成露管。管道参数如表1所示。

　　1、受泥石流影响压力管道主要缺陷

　　现场宏观检查发现，裸露管道主要存在外防腐层破损、管道挠曲及局部异常vk4qLhI69zHBCfdK89ZHHEvV2F65KUwEZW6j04dk+Jc=变形等缺陷，具体如下：

　　(1)管道挠曲

　　该管段因受泥石流或洪水冲刷影响，地面管道水工保护设施(截水墙)、管道地面标识、阴保测试桩被完全冲毁，管段上部及底部填埋覆土被冲走，整段管道除了有三块石头卡在管道底部，管体大部分处于悬空状态，管道整体存在较大挠曲变形(图3)，在管道出土端及入土端存在较大应力。测量管道现有应力数值，掌握管道应力水平并对应力较高位置进行治理成为此次管道安全评估的关键。

　　(2)局部变形

　　受泥石流中石块撞击，管道存在局部凹陷变形情况，宏观检查在管道表面发现一处 120×90×2mm 的凹陷(图4)。经现场评估凹陷深度未超过管道外径的 6%，根据《基于风险的埋地钢制管道外损伤检验与评价》GB/T30582-2014 第 7.3.4.2 条基于凹陷深度准则，以及《承压设备合于使用评价》GB/T35013-2018 分别进行了使用评价，符合要求，缺陷可不用修复。

　　(3)管道防腐层破损

　　现场发现管道外防腐层破损较严重，主要集中在管道下表面(图5)。管体金属外表面有碰伤及刮伤痕迹，防腐底漆被破坏。管体碰伤、刮伤部位主要集中在管段的前半部分、弯管及拐角等位置。需要对破损位置进行修复。

　　2、超声应力检测

　　本次检测现场共选取了出土端、2处挠曲变形较大位置管道对接焊缝进行了超声应力检测，检测部位距离对接焊缝两侧 0.5 米处。测点分布如图6所示，现场检测过程按照GB/T 32073-2015《无损检测残余应力超声临界折射纵波检测方法》，使用L450M 基准零应力试块进行了应力校准，仪器设备主要参数如表2所示[5]。

　　(1)工况1：管道原始状态，无人为附加支撑

　　本次检测管道当前应力均为轴向应力，最大拉应力值出现在焊缝1(6#)点位置，为302.27MPa，各测点测量值曲线图如图7所示。

　　(2)工况2：采用一组管套及千斤顶对管道进行垂直支撑(图8)

　　经现场检测近支撑点位置管道应力水平较工况1有所下降，最大下降值为 10.94MPa，远支撑点测试位置管道应力水平较工况1无明显变化。各测点测量值曲线图如图9所示。

　　(3)采用工程机械对管道斜向上牵拉(图10)

　　此工况下，两处管道应力较大位置应力较工况1有明显下降，最大下降值为 59.08MPa。各测点测量值曲线图如图11所示。

　　(4)结果分析

　　综上，采用沿管线顶升方式能够有效降低管道测量点应力水平，在后期恢复回填工程中，应采用增加管道法向及轴向位移支撑或固定支架方式对受泥石流影响管线进行修复。

　　四、结论

　　受泥石流影响，压力管道主要存在管道局部变形以及防腐层破损等缺陷，利用超声应力检测对受影响管道进行当前应力检测，能够快速定位管线应力较大位置，对管线后期恢复治理提供数据支撑。检测结果表明：超声应力检测技术具有较好的准确性、实用性，能够很好的解决在役压力管道当前应力检测问题，确保服役管道安全稳定运行。

　　管道焊缝应力检测论文范文二：

　　目前对城镇在用聚乙烯燃气管道全面检验是采用的方法有资料审查、宏观检查、壁厚测定、风险预评估、管道系统应力分析、管道流场分析、管道焊缝超声波检测、泄漏性检测与安全状况等级评定等。常规项目可以顺利完成，但是对于几项关键技术运用比较困难。例如管道焊缝超声波检测，目前中国特种设备检测研究院承担的“十一五”国家科技支撑计划《生命线工程及特种设备安全保障关键技术与工程示范》项目中，对热熔焊接接头和电熔焊接接头焊接质量的无损检测进行了试验研究。[1]但实际应用少，还需要积累大量的实践经验。而风险预评估方法也不成熟，尚处于半定量的阶段，且无标准可依，目前参考埋地钢管的评估标准GB/T27512-2011，结合聚乙烯管道的特点进行预评估。本文针对风险预评估这部分内容进行详细的分析与探讨，并运用在实际工作中，以验证其可行性。

　　1 风险评估概述

　　风险评估是基于风险的专业性检验。通过风险评估，能将管道按风险排序，从而将检验重点集中在高风险管道上，达到在降低风险的同时减少成本的目的。

　　检验机构对资料审查分析完成后，应当进行风险预评估，从事评估工作的人员应充分了解每种风险评估方法的优缺点，选择最优的风险评估方法，常用的风险评估方法有行业专家评估法、相对评估法、方案评估法和概率评估法等。

　　2 风险评估方法

　　管道风险评估是以诱发管道事故的各种因素为依据，以影响因素发展成危险事故的可能性为条件，以事故后果造成的综合损失为评估指标，对管道的各区段进行评价，以风险值的大小来对管道各区段的安全程度做出综合评价。

　　管道的风险评估是综合性的管理技术，具有很强的政策性，除了考虑工程技术方面的各种影响因素外，还必须依据我国现有的法律法规和技术标准。

　　3 风险评估步骤

　　风险评估主要步骤如下：1)划分管道区段;2)对每一区段，确定发生事故的可能性，即失效可能性;3)对每一区段，确定事故后果的严重程度，即失效后果;4)计算对每一区段的风险，风险=失效可能性 × 失效后果;5)确定对每一区段的风险等级，提出高风险管段的降险措施。

　　4 形成风险评估报告

　　结论：

　　依据上表，结合管道实际检验中的具体情况，得出管道的失效风险值，依据风险值大小，判断管道的安全性能及下次检验周期。

　　综上所述，风险评估的方法是目前检验埋地聚乙烯管科学的、有效的检验方法。我单位通过风险评估的方法，顺利完成某县10公里多的埋地聚乙烯燃气管道检验任务，给出了合理的结论与建议，给使用单位指出了管道使用过程中的风险因素，为其降低风险提供了科学依据。