[发明专利]带有防腐层管道的超声残余应力测量方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种带有防腐层管道的超声残余应力测量方法。此方法适用于运用界面波测量防腐层内部的钢质管道近表面残余应力。

二、背景技术

输油管道在输油过程中，为了提高输油效率，须在内部增加压强。但是由于管道焊接残余应力的影响，在管道加压过程中时常会导致管道破裂，对国家财产造成极大的损失，所以管道残余应力的检测十分重要。输油管道埋在地下3米深，为了避免管道腐蚀，管道外壁都包有防腐层，传统的应力检测方法都须将防腐层去掉，由于防腐层与管道粘接非常牢固，去除防腐层的过程十分繁琐，防腐层去除后还需对钢质管道打磨去掉防腐胶，而人工打磨过程中经常会额外引入残余应力，对测试结果造成影响。

研究如何在不去除管道防腐层前提下就可实现对防腐层内部钢质材料进行应力检测具有十分重要的意义，具有广泛的应用前景。

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种带有防腐层管道的超声残余应力测量方法。涉及到多层材料激发界面波的理论条件，解决了管道外壁在有防腐层存在的情况下，管道金属壁应力分布测量的问题，为管道应力分布测量提供了一种新的思路。

本发明的目的是这样实现的：依据Snell定律，推导出在钢质管道表层激发出界面波的物理条件，分析研究了防腐层厚度以及防腐层内超声传播速度对楔块倾斜角度的影响。

四、附图说明：

图1三层介质中超声折射示意图

五、具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：

图1为超声三层介质中的波形折射示意图，三层介质分别为有机玻璃、防腐层、钢质管道。

1.Snell定律

要在钢质管道表面激发出界面波，须经过两次波形转换，超声信号由压电换能器激励后，在有机玻璃与防腐层界面上，发生第一次波形转换，根据Snell定律，

sinθ0V0=sinθlVl=sinθsVs]]>

其中V₀，V_l，V_s分别为有机玻璃中的超声纵波声速，防腐层中的超声纵波声速，防腐层中的超声横波声速。

θ₀，θ_l，θ_s分别为有机玻璃中的超声纵波的入射角度，防腐层中的超声纵波折射角度和超声横波折射角。

超声在防腐层内部传播，在入射到管道内部的钢质材料与防腐层的结合面时，会产生第二次波形转换，根据Snell定律，