[发明专利]一种海底管道受弯疲劳裂纹萌生过程的检测方法

权利要求书

1.一种海底管道受弯疲劳裂纹萌生过程的检测方法，其特征在于，所述检测方法为：

取输油管道一部分作为管道试验件，管道试验件下端面的中间位置沿轴向设置有若干列成轴对称的应变片，每列所述应变片沿径向成列设置；每一所述应变片沿管道试验件的轴向设置，用于检测管道试验件在弯矩作用下的轴向拉应变；

将设好应变片的管道试验件放置在疲劳施压机构平台上，管道试验件的两端作为支撑点、中间部位悬空；

通过疲劳施压机构对管道试验件中间部位对称的两个位置施加向下的循环荷载，使得管道试验件中间部位承受纯弯曲力；

通过对应变片测得的应变差值检测管道是否萌生疲劳裂纹，根据环向不同应变片测得的应变值确定裂纹的扩展长度，进一步得知循环负荷次数与输油管道跨中疲劳裂纹长度之间的数值关系；

在管道试验件未萌生裂纹时，由于管道试验件中间部位承受纯弯曲，每个应变片测得的应变理论上是相同的，根据公式(1)计算得到应变片的应变值，公式如下：

其中，E为管道材料弹性模量，D和T分别为管道的外径和厚度，M为管道所承受的弯矩，θ_i为第i个应变片相对于垂直方向的圆心角；

当管道试验件某个位置开始萌生裂纹时，两个裂纹面处成为自由面，不受拉力作用，所以裂纹所在管道表面应变趋近于零；此时，根据该位置两侧所在的两个应变片显示的读数检测裂纹是否萌生；假定应变片与裂纹之间的距离为分别为r₁和r₂，测得的应变分别为ε₁和ε₂，则依据公式(2)估算裂纹萌生位置所在处的应变值为：

当ε→0时，即表明该测点产生了疲劳裂纹，即得知萌生裂纹的长度值，并能够得知此时循环负荷次数与裂纹长度值之间的数值关系。

2.根据权利要求1所述的海底管道受弯疲劳裂纹萌生过程的检测方法，其特征在于，所述检测方法具体为：

取3-5m输油管道作为管道试验件，对管道试验件进行处理，具体为：在管道试验件上对称设置两个带有中心通孔的竖向加载板，两个竖向加载板之间的距离为2-4m；在管道试验件两端固定两个支撑端板，竖向加载板和支撑端板的高度均大于管道试验件的直径；

将经过处理的所述管道试验件放置在试验台上，仅将两个支撑端板与试验台接触，管道试验件中间部位均悬空，两个所述竖向加载板上端面放置一水平板，水平板正上方设置有能够施压于所述水平板的疲劳施压机构；

所述管道试验件下端面的中间位置沿径向且呈轴对称设置有若干列应变片。