本发明专利技术涉及高压管道遭受第三方破坏的模拟方法及装置技术领域，是一种模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法及试验装置，后者包括强冲击载荷施加总成、数据采集装置、充压装置、供电装置和地震波传感器。本发明专利技术所述方法及测试装置为大尺寸管道强冲击载荷试验提供了强冲击载荷的作用方式，对高压管道进行强冲击载荷测试，并获取该强冲击载荷环境中的地震波地震波、应变和射流冲击力数据，并能对经强冲击载荷测试的高压管道取样以进行管道断口金相分析，为管道附近的强冲击载荷作业提供了数据依据。数据依据。数据依据。
【技术实现步骤摘要】
模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法及试验装置
[0001]本专利技术涉及高压管道遭受第三方破坏的模拟方法及装置
，是一种模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法及试验装置，尤其是高压天然气管道遭受第三方破坏的模拟方法及装置。
技术介绍
[0002]大口径高压管道作为天然气的最重要运输途径，其安全性一直备受重视。在管道运行过程中，由于第三方施工破坏损伤等外部强冲击载荷作用，可能使得管道力学性能发生变化，严重的可能发生破裂，甚至断裂，从而发生大规模泄漏。由于天然气的主要成分是甲烷，且密度小、易扩散，一旦泄漏到空气中，容易形成爆炸性混合气体，在大气中扩展，形成大面积的可燃气云，遇到明火后可能产生大尺度的蒸气云爆炸，爆炸可能造成大规模的人员伤害与周围环境的严重破坏。然而，当管道受损未立刻泄漏，如何评估管道损伤程度，管道是否能够安全运行；当管道受损发生泄漏时，如何评估泄漏后形成的危害形式及程度，目前并无完整测试与评估体系。因此，研究管道遭受外部强冲击破坏的载荷作用方式、管道的力学响应参数和管道遭受破坏的后果参数，对于管道安全运行具有重要意义，同时对于建立第三方施工破坏评估模型以及管道安全性与失效破坏效应评估方法具有重要学术价值和应用价值。
[0003]技术专利“模拟恐怖袭击地面爆炸对燃气管道影响的试验系统”（专利申请号：201822150357.4）公开了一种模拟恐怖袭击地面爆炸对燃气管道影响的试验系统，提供了一种炸药隔土层作用于管道时，管道的振速、应变及测点位移的测试方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法及试验装置，克服了上述现有技术之不足，其能够对高压管道进行强冲击载荷测试，并获取该强冲击载荷环境中的地震波地震波、应变和射流冲击力数据，并能对经强冲击载荷测试的高压管道取样以进行管道断口金相分析。
[0005]本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法，按下述方法进行：将待测的高压管道固定在安全坑内，将应变片和压力传感器分别固定安装在高压管道上，将地震波传感器放置在高压管道附近的测试位置处，然后将地震波传感器、应变片和压力传感器的信号输出端分别与数据采集装置的信号输入端连接，将安全坑的土回填夯实，利用充压装置对高压管道注气至所需压力，高压管道充压结束时，对高压管道施加强冲击载荷，在强冲击载荷环境中，地震波传感器和应变片分别采集数据，地震波传感器采集的地震波信号、应变片采集的应变信号传至数据采集装置。
[0006]下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述当需要获取高压管道在强冲击载荷环境中的射流冲击力数据时，进行射流冲击力测试：将不同压力与口径的爆破片安装于高压管道的所需位置，冲击力传感器固定在
与高压管道上的爆破片的相对位置，然后对高压管道施加强冲击载荷，在强冲击载荷环境中，冲击力传感器采集射流冲击力数据，并将射流冲击力数据传至数据采集装置。
[0007]上述当高压管道在强冲击载荷作用下的地震波、应变、射流冲击力数据采集完毕后，对高压管道采用火焰切割方式取样以便进行管道断口金相采集。
[0008]上述施加强冲击载荷的方式为有炸药爆炸方式，炸药爆炸方式为：将炸药与雷管放置到需要起爆的位置，雷管与起爆控制器连接，通过起爆控制器进行远程起爆，炸药爆炸后，采集所需数据；或者，施加强冲击载荷的方式为挖机冲击方式，挖机冲击方式为：采用挖机破碎锤或挖机铲斗冲击高压管道，挖机冲击过程中，采集所需数据。
[0009]本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法的试验装置，包括强冲击载荷施加总成、数据采集装置、充压装置、供电装置和地震波传感器，在高压管道的测试位置固定安装有应变片，在高压管道上固定安装有压力传感器，应变片、压力传感器和地震波传感器的信号输出端分别与数据采集装置的信号输入端连接，充压装置与高压管道内部连通，数据采集装置、充压装置分别与供电装置连接。
[0010]下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进：上述强冲击载荷施加总成采用炸药爆炸总成，炸药爆炸总成包括起爆控制器、同步触发器和炸药，炸药的雷管与爆控制器连接，起爆控制器与同步触发器连接，同步触发器与数据采集装置连接。
[0011]上述强冲击载荷施加总成采用挖机冲击总成，挖机冲击总成采用向高压管道施加冲击载荷的挖机破碎锤或挖机铲斗。
[0012]上述数据采集装置采用数据采集仪，冲击力传感器与数据采集仪之间连接有电荷放大器。
[0013]上述供电装置包括发电机组和稳压电源，发电机组和稳压电源连接，稳压电源的输出端分别与起爆控制器、同步触发器、电荷放大器、数据采集仪的电源接入端连接。
[0014]上述充压装置包括注气车、注气管线和排气管线，注气车与高压管道内部通过注气管线连通，排气管线与高压管道内部连通，在排气管线上设置有放空阀；还包括管道固定总成，管道固定总成采用混凝土墩。
[0015]本专利技术所述方法及测试装置为大尺寸管道强冲击载荷试验提供了强冲击载荷的作用方式，对高压管道进行强冲击载荷测试，并获取该强冲击载荷环境中的地震波地震波、应变和射流冲击力数据，并能对经强冲击载荷测试的高压管道取样以进行管道断口金相分析，为管道附近的强冲击载荷作业提供了数据依据。
附图说明
[0016]附图1为本专利技术实施例6的俯视结构简图。
[0017]附图2为应变片粘贴在高压管道前预处理高压管道的示意图。
[0018]附图3为炸药作用方法放大示意图。
[0019]附图4为挖机作用方法示意图。
[0020]附图5为端口金相样品采集方法示意图。
[0021]附图6为应变时程曲线示意图。
[0022]附图7为压力时程曲线示意图。
[0023]附图中的编码分别为：1为高压管道，2为混凝土墩，3为安全坑，4为挖机，5为电荷放大器，6为注气车，7为注气管线，8为排气管线，9为冲击力传感器，10为放空阀，11为发电机组，12为稳压电源，13为地震波传感器，14为防爆测试间，15为起爆控制器，16为同步触发器，17为数据采集仪，18为信号触发线，19为起爆线，20为雷管，21为炸药，22为防爆数据采集间，23为屏蔽电缆，24为笔记本电脑，25为压力传感器，26为应变片，27为爆破片，28为挖机破碎锤，29为供电电缆，30为信号数据线，31为切割部位。
具体实施方式
[0024]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0025]在本专利技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0026]实施例中所用的试验设备和材料，如无特殊说明，均为市售。
[0027]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法，其特征在于按下述方法进行：将待测的高压管道固定在安全坑内，将应变片和压力传感器分别固定安装在高压管道上，将地震波传感器放置在高压管道附近的测试位置处，然后将地震波传感器、应变片和压力传感器的信号输出端分别与数据采集装置的信号输入端连接，将安全坑的土回填夯实，利用充压装置对高压管道注气至所需压力，高压管道充压结束时，对高压管道施加强冲击载荷，在强冲击载荷环境中，地震波传感器和应变片分别采集数据，地震波传感器采集的地震波信号、应变片采集的应变信号传至数据采集装置。2.根据权利要求1所述的模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法，其特征在于当需要获取高压管道在强冲击载荷环境中的射流冲击力数据时，进行射流冲击力测试：将不同压力与口径的爆破片安装于高压管道的所需位置，冲击力传感器固定在与高压管道上的爆破片的相对位置，然后对高压管道施加强冲击载荷，在强冲击载荷环境中，冲击力传感器采集射流冲击力数据，并将射流冲击力数据传至数据采集装置。3.根据权利要求1或2所述的模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法，其特征在于当高压管道在强冲击载荷作用下的地震波、应变、射流冲击力数据采集完毕后，对高压管道采用火焰切割方式取样以便进行管道断口金相采集。4.根据权利要求1或2或3所述的模拟大口径高压管道遭受第三方破坏的方法，其特征在于施加强冲击载荷的方式为有炸药爆炸方式，炸药爆炸方式为：将炸药与雷管放置到需要起爆的位置，雷管与起爆控制器连接，通过起爆控制器进行远程起爆，炸药爆炸后，采集所需数据；或者，施加强冲击载荷的方式为挖机冲击方式，挖机冲击方式为：采用挖机破碎锤或挖机铲斗冲击高压管道，挖机冲击过程中，采集所需数据。5.一种实施根据权利要求1至4...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，武海彬，伍奕，徐奎，谢萍，邹斌，
申请(专利权)人：国家管网集团西部管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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