[发明专利]一种管壁裂纹扩展速度测试装置的测试方法

摘要

本发明公开了一种管壁裂纹扩展速度测试装置的测试方法，包括以下步骤：（1）用打磨机将安装时间探针单元处的金属管外壁面进行表面抛光，将线型聚能切割器安装在金属管中心上，将时间探针单元沿管壁安装位置缠绕金属管，将加压装置与金属管连通；（2）每个时间探针单元的一端通过电阻元件与稳压电源的正极连接，另一端与稳压电源负极连接；动态信号采集系统各通道信号输入端分别与各电阻元件正极连接；动态信号采集系统的数据输出端与计算机连接；（3）台阶式间隔停顿加压；（4）绘出距离‑速度曲线，得到裂纹扩展到相应位置时所对应的裂纹扩展区间速度。本发明的测试方法，通过利用断裂信号在电阻上呈现电压阶跃信号，测试方法安全可靠。

主权项

1.一种管壁裂纹扩展速度测试装置的测试方法，该测试装置包括加压装置、与加压装置连通的高压输气金属管、若干个时间探针单元和动态信号采集系统，该加压装置包括将高压气体输送到金属管的高压气体输送管、A类空气压缩装置、B类空气压缩装置和C类空气压缩装置，所述高压气体输送管通过一级阀与金属管连通，所述A类空气压缩装置安装在高压气体输送管上，所述高压气体输送管末端设有三通转换器，三通转换器分别与B类空气压缩装置和C类空气压缩装置连接，在金属管中心管壁上安装有起线型聚能切割器，所述时间探针单元缠绕在金属管上，每个时间探针单元和一个电阻元件串联成一个并联支路，稳压电源给每个并联支路供电，动态信号采集系统各通道分别采集每个并联支路中电阻元件的电压，动态信号采集系统输出端与计算机连接，所述时间探针单元为直径0.2 mm～0.8mm、长度为金属管外壁面周长的漆包铜线，所述时间探针单元在管壁上的布置间距为0.25m～1.0m，时间探针单元中心位于初始裂纹所在的管壁母线上，时间探针单元绕金属管截面180°安装在金属管外壁面上，垂直于管壁母线，其特征在于：包括以下步骤：（1）用打磨机将安装时间探针单元处的金属管外壁面进行表面抛光除锈，将线型聚能切割器安装在金属管中心上，与金属管母线平行，将时间探针单元沿管壁安装位置缠绕金属管，然后用502胶固定，再用环氧树脂粘贴胶将时间探针单元覆盖，使其与管壁紧密粘连，将加压装置与金属管连通；（2）每个时间探针单元的一端通过电阻元件与稳压电源的正极连接，另一端与稳压电源负极连接；动态信号采集系统各通道信号输入端分别与各电阻元件正极连接，接地端与各电阻元件负极连接；动态信号采集系统的数据输出端与计算机连接；（3）采用A类空气压缩装置加压，当管内压力小于等于2MPa时，按1MPa作为台阶值、暂停加压15分钟，再加压至2MPa；当管内压力大于2MPa时，按0.5MPa作为台阶值、暂停加压10分钟，直至加压到4MPa；（4）采用B和C类空气压缩装置加压，当管内压力小于等于8MPa时，按0.5MPa作为台阶值、暂停加压10分钟，再加压至8MPa；当管内压力大于8MPa时，按0.25MPa作为台阶值、暂停加压10分钟，直至加压到金属管的目标压力值；（5）设初始裂缝尖端位置L0为0，初始裂缝位置时间探针单元形成电压阶跃信号的时刻t0为0；其余时间探针单元从初始裂缝开始依次标记为L1、L2、L3……Li，与其对应的计算机上形成电压阶跃信号的时间依次记为t1、t2、t3……ti，其中Li表示第i个时间探针单元到初始裂缝尖端的距离，ti表示裂纹传播到第i个时间探针单元的时间；则裂纹经过相邻时间探针单元的平均速度Vi=(Li‑Li‑1)∕(ti‑ ti‑1)，其中i=1、2、3……n；然后以位移[(Li‑Li‑1)∕2+ Li]为X轴和速度Vi为Y轴绘出距离‑速度曲线，即可得到裂纹扩展到相应位置时所对应的裂纹扩展区间速度。