[发明专利]一种油气管道凹陷变形应变场测量中应变片粘贴定位方法

说明书

本发明公开了一种油气管道凹陷变形应变场测量中应变片粘贴定位方法，定位管道内壁凹陷中心，然后画出螺旋形标尺，根据螺旋形标尺制作螺旋形应变片定位模具；固定应变片并涂抹粘接剂；粘贴应变片，最后取出螺旋形应变片定位模具，完成应变片粘贴定位。本发明可以同时将多片应变片粘贴到各种内径的管道内壁指定的位置，同时应变片的粘贴装置可依据试验要求而调节，从而实现在油气管道凹陷缺陷预制试验的同时，进行管道内壁凹陷应变场响应的实时测量。

技术领域

本发明属于管道检测测试技术领域，具体涉及一种油气管道凹陷变形应变场测量中应变片粘贴定位方法。

背景技术

油气管道凹陷是指由于管壁永久塑性变形而使管道横截面发生的总的变形，是管道几何缺陷的常见形式之一。凹陷对管道安全运行的影响主要有四个方面：凹陷导致管壁变形产生应力集中并降低承压能力或者直接导致其破裂泄漏；周期性的内压波动也可能使凹陷区域出现疲劳损伤乃至断裂；对于一些延性较差的老管道，即使凹陷引起的应力集中不大，也可能引起管道裂纹的产生甚至加快应力腐蚀速率；较深的凹陷会阻止清管器及内检测器等设备的通过，给管道的检测和管理带来困难。可见，凹陷的存在影响着管道的承载能力，严重威胁了管道的安全运行。

在油气管道凹陷的评估研究方面，传统的评估方法是将凹陷深度作为评估的主要参数，但随着深入研究和现场实际运用的反馈信息显示，单依靠深度参数得出的评估结果与管道实际安全状态有很大出入。因此，美国机械工程师协会推荐使用基于应变的凹陷缺陷评价方法，但该方法尚缺少足够的理论依据。因此，需要开展油气管道凹陷缺陷预制试验，进行凹陷周围应变场实时测量，并基于试验数据建立准确的凹陷缺陷评估模型对油气管道的安全性进行评估。由此可见，油气管道在凹陷缺陷预制试验中，应变场的实时测量显得尤为重要。

油气管道的凹陷缺陷预制中，普遍采用压头进行凹陷压制，管道外壁的凹陷区域直接与压头接触，凹陷底部及边缘无法粘贴应变片进行应变采集。因此，需要在管道内部多个部位粘贴应变片进行实时应变场的采集。如何确定管道内壁的应变片粘贴位置并完成应变片的粘贴成为试验的难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种油气管道凹陷变形应变场测量中应变片粘贴定位方法，可用于在油气管道凹陷缺陷预制试验的同时，实现管道内壁凹陷应变场响应的实时测量。

本发明采用以下技术方案：

一种油气管道凹陷变形应变场测量中应变片粘贴定位方法，定位管道内壁凹陷中心，然后画出螺旋形标尺，根据螺旋形标尺制作螺旋形应变片定位模具；固定应变片并涂抹粘接剂；粘贴应变片，最后取出螺旋形应变片定位模具，完成应变片粘贴定位。

具体的，定位管道内壁凹陷中心具体为：首先确定管道待预制凹陷位置，在管道外壁标记凹陷中心位置，并依据外壁中心位置确定管道内壁凹陷中心位置。

具体的，画出螺旋形标尺具体为：以外壁凹陷中心为起点，画出螺旋形标尺，根据压头尺寸及凹陷深度计算凹陷直径及所需测量应变场的区域，确定螺旋线长度L。

进一步的，螺旋线长度L计算如下：

其中，为螺旋线极点到最外层对应的极角；d为螺旋线环形间距；D_N为凹陷直径。

具体的，制作螺旋形应变片定位模具具体为：根据外壁凹陷螺旋形标尺绘制图纸，并制作成螺旋形应变片定位模具，沿螺旋形应变片定位模具的螺旋线，每隔10mm画一刻度用于标记应变的测量位置，依据管道内径调节定位模具的平面曲率，使其能够贴合管道内壁。

具体的，固定应变片并涂抹粘接剂具体为：在螺旋形应变片定位模具上间隔固定多组连接导线的应变片，面对管道方向的应变片表面涂抹粘接剂。