[发明专利]基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法

权利要求书

1.基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1.计算环焊缝缺陷管道缺陷附近应力状态，包括：

S11.在管道环焊缝缺陷附近设置应变监测单元，

所述应变监测单元包括第一应变监测传感器组和第二应变监测传感器组，两组应变监测传感器组分别设置在油气管道环焊缝缺陷的两侧，每组应变监测传感器组至少包括3支应变传感器；沿油气管道气流方向，取油气管道的圆形截面，在所述圆形截面按顺时针方向任选三点L、U、R，其中点L和点U与圆形截面圆心的连线之间的夹角等于点U和点R与圆形截面圆心的连线之间的夹角，在点L、U、R的位置上分别设置一支应变传感器；

S12.监测管道横截面应变分布；

S13.计算管道横截面应力与内力；

S2.基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，包括：

S21.基于现状应力的缺陷评定；

S22.基于应力阈值的安全预警；

S23.量化安全评价与风险控制；

其中，所述步骤S21包括，

(1)处于安全状态的埋地直管段无缺陷管道，应同时满足如下(11)和(12)两条：

(11)按ASME B31.8-2016的规定，埋地约束管道轴向应力的最大允许值为0.9倍的最小屈服强度，即管道轴向应力应满足

|σ_L|≤0.9σ_s

(12)按GB50251和GB50253的规定，埋地直管段的轴向应力与环向应力组合的当量应力，应小于钢管标准规定的最小屈服强度的90％，即管道组合当量应力应满足

σ_e＜0.9σ_s

同时满足(11)和(12)条件，评价为管道安全；否则，不安全；

其中：σ_s－管道最小屈服强度，单位为MPa；

σ_L－埋地管道轴向应力；

σ_e－管道组合当量应力；

(2)处于安全状态的埋地直管段含焊缝裂纹缺陷管道的，应同时满足如下(21)和(22)两条：

(21)应满足(11)的评价条件；

(22)管道轴向许用拉伸应力应满足

其中，K：应力强度因子；

Y:几何因子或形状因子；

a:裂纹尺寸：圆裂纹半径、椭圆裂纹半短轴。

2.根据权利要求1所述的基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，其特征在于，所述步骤S22包括，

基于监测历史数据和力学计算，计算得到可能出现的不同应力状态下的缺陷安全状态，基于此得到在当前工况或指定工况下缺陷可承受的应力阈值，基于监测数据和应力阈值，可得到应力占许用应力的比值，基于该值设定预警等级并进行缺陷预警。

3.根据权利要求1所述的基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，其特征在于，所述第一应变监测传感器组和所述第二应变监测传感器组分别设置在油气管道环焊缝缺陷两侧的0.5-1m处。

4.根据权利要求1所述的基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，其特征在于，所述第一应变监测传感器组和所述第二应变监测传感器组对称设置在油气管道环焊缝缺陷的两侧。

5.根据权利要求3或4所述的基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，其特征在于，所述应变监测传感器为振弦式应变传感器。

6.根据权利要求5所述的基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法，其特征在于，所述应变监测传感器的外侧设置有保护罩。