深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法技术

本发明专利技术涉及深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法，包括：对样管焊缝两端0

【技术实现步骤摘要】
深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法


[0001]本专利技术属于深海管线管性能判断
，尤其涉及深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法。

技术介绍

[0002]随着海洋油气工程的不断开发，新型深水管道系统的发展需求逐渐提高，海洋管道的疲劳问题逐渐引起重视，整管和焊缝部分的疲劳寿命成为影响深海平台发展的重要因素。目前，深海管道高级钢的研发以及焊接工艺的改善一直在进行，已有多种类型疲劳试验机用于开展深海管道疲劳性能研究，通过进行全尺寸疲劳试验以评估管道抗疲劳寿命，但试验过程中，样管开始失效至完全失效过程没有直接的判定方法，无法排除设备故障等外界因素的干扰。
[0003]因此，基于这些问题，提供一种能够具体直观的发现并跟踪判定试样断裂失效的过程，从而降低试验危险系数的深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法，具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够具体直观的发现并跟踪判定试样断裂失效的过程，从而降低试验危险系数的深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0006]深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法，包括如下步骤：
[0007]对样管焊缝两端0
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500mm处分别进行尺寸测量，并获取管壁厚不均度和不圆度，并将壁厚不均度和不圆度最大的轴向方向作为危险方向；
[0008]以危险方向为起始基准方向，在样管距焊缝45
‑
55mm处环形上均匀安装4
‑
8组应变片；
[0009]利用共振疲劳试验机对样管进行不同应力水平的疲劳共振试验，所述应变片采集轴向应变和环向应变，并将采集的数据传输到处理模块，处理模块对数据进行处理，获得若干条环向与轴向的应力比值曲线；
[0010]在疲劳共振试验过程中，观察远离共振疲劳试验机一侧的应力比值曲线，当该侧的任意一条应力比值曲线的应力比值开始增加，并且增加比例大于初始数值的40％
‑
50％，则可判定样管疲劳裂纹已产生，最先出现应力比值增加点为失效起源点。
[0011]进一步的，所述样管在疲劳失效前环向与轴向的应力比值曲线平稳连续。
[0012]本专利技术的优点和积极效果是：
[0013]1、本专利技术能够具体直观的发现并跟踪判定试样断裂失效的过程，减少因设备原因误导造成停机探伤查看的次数；
[0014]2、本专利技术对部分需要管体内有高压水或气体的试验，能提前预判试验失效时间，
从而降低试验危险系数；
[0015]3、本专利技术装置结构简单，易于实现，可利用现有设备进行改装，易于在现有其他相关试验设备中使用与推广。
附图说明
[0016]以下将结合附图和实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本专利技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
[0017]图1为本专利技术实施例中提供的应力片的环形安装示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例中提供的应力片的具体安装示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例中提供的失效前应力比值曲线示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例中提供的失效过程应力比值曲线示意图；
[0021]图5为本专利技术实施例中提供的失效后应力比值曲线示意图；
具体实施方式
[0022]首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本专利技术的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]下面就结合图1
‑
5来具体说明本专利技术。
[0025]实施例1
[0026]深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法，包括如下步骤：
[0027]对样管焊缝两端0
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500mm处分别进行尺寸测量，并获取管壁厚不均度和不圆度，并将壁厚不均度和不圆度最大的轴向方向作为危险方向；
[0028]以危险方向为起始基准方向，在样管距焊缝45
‑
55mm处环形上均匀安装4
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8组应变片，需要说明的是，在安装应变片的时候，以危险方向为轴向基准方向，在样管距焊缝45
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55mm处安装一组应变片，然后环形再均匀安装其他组应变片；
[0029]利用共振疲劳试验机对样管进行不同应力水平的疲劳共振试验，所述应变片采集轴向应变和环向应变，并将采集的数据传输到处理模块，处理模块对数据进行处理，获得若干条环向与轴向的应力比值曲线；
[0030]在疲劳共振试验过程中，观察远离共振疲劳试验机一侧的应力比值曲线，当该侧
的任意一条应力比值曲线的应力比值开始增加，并且增加比例大于初始数值的40％
‑
50％，则可判定样管疲劳裂纹已产生，最先出现应力比值增加点为失效起源点。
[0031]进一步的，所述样管在失效前环向与轴向的应力比值曲线平稳连续。
[0032]作为举例，在本实施例中，对样管进行疲劳共振失效试验，首先对样管进行尺寸测量，测量项目包括外径和壁厚，通过计算得出样管壁厚不均度和不圆度，根据测量和计算结果，将壁厚不均度和不圆度较大的点和轴向方向评估为危险点和危险方向，以危险点和危险方向为基准位置，如图1所示，管体表面在距离焊缝两侧45
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55mm处分别粘贴四组应变片(两侧的粘贴点分别为A、C、G、E)，每组应变片包括第一单栅应变片1、第二单栅应变片2，两个单栅应变片分别测量环形、轴向的应变，应变片设置在样管上每间隔90度的位置，焊缝右侧为共振疲劳试验机设置方向；如图2所示，两个单栅应变片为一组粘贴于焊缝一侧，测量轴向应变和环向应变，并统计两方向应变在特定时间周期内的最大值与最小值。
[0033]利用共振疲劳试验机，对样管进行不同应力水平的疲劳共振试验。根据应变片采集的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深海管线管全尺寸共振疲劳失效的跟踪判定方法，其特征在于：包括如下步骤：对样管焊缝两端0
‑
500mm处分别进行尺寸测量，并获取管壁厚不均度和不圆度，并将壁厚不均度和不圆度最大的轴向方向作为危险方向；以危险方向为初始轴向基准方向，在样管距焊缝45
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55mm处环形上均匀安装4
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8组应变片；利用共振疲劳试验机对样管进行不同应力水平的疲劳共振试验，所述应变片采集轴向应变和环向应变，并将采集的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡希达，刘金海，丛国元，张哲平，刘江成，李艳，张国柱，赵兴亮，赵春辉，赵苏娟，陈燕，戈晓，张培毅，
申请(专利权)人：天津钢管制造有限公司，
类型：发明
国别省市：