在役压力管道的超声检测技术综述

压力管道在工业生产中具有关键性的作用,但由于多种因素的影响会导致出现安全事故,必须引起高度重视。在役压力管道必须定期检测,确保管道壁厚和各处焊缝符合技术标准要求。随着科学技术的不断进步,数字信号分析、自动成像等新型技术与超声检测技术相融合,产生了超声导波检测技术、衍射时差法超声检测技术(TOFD)、超声相控阵检测技术等,广泛应用于在役压力管道检测。激光超声检测、电磁超声C扫描检测、全自动超声波检测(AUT)等技术成为未来发展趋势。

无损检测技术在压力管道容器检测中的应用

在中国压力管道广泛应用于工业、公共工程和长距离运输(石油和天然气)项目。由于其特殊的工艺性能可以适应非常复杂的工作环境和条件,如高温高压条件、低温高压条件以及常温高压条件等,压力管道的应用越来越广泛。因此,有效保证其质量是保证设备安全运行的必要条件。最常用的无损检测技术具有很强的适应性。为了了解管道缺陷的类型、损伤程度和大小,防止裂缝等类似缺陷的发生,无损检测技术至关重要。

高强度碳纤维布在水电厂压力钢管补强技术中的应用

阐述三板溪电厂压力钢管明管段应力超标问题,提出用CFS-I-300型高强度碳纤维布粘贴于内壁进行补强的方案。鉴于碳纤维布系首次应用于水轮机压力钢管补强,在厂内通过碳纤维布平板试验、压力钢管缩比件水压试验等方法进行了模拟研究。对缩比件粘贴碳纤维布前、后的工作应力进行测试,得出缩比件在粘贴碳布前后工作应力下降幅度值。同时将缩比件水压试验测得的应力数据与三板溪水电厂3#机组压力钢管检测报告进行比较,验证数据的正确性。并以试验数据为基础推断出三板溪电厂真机压力钢管在内壁粘贴碳纤维布补强以后其工作应力下降的幅度。得出可以通过用碳纤维布对真机压力钢管进行补强的理论依据。

钢衬钢筋混凝土压力管道外包混凝土的裂缝控制研究

基于钢衬钢筋混凝土压力管道在设计荷载下外包混凝土将带裂缝工作的基本承载特性,以缓解开裂与限裂间的矛盾为指导思想,将减小坝后背管外包混凝土裂缝宽度和提高开裂管道的耐久性作为研究目的,结合模型试验和有限元法,研究了一些裂缝控制措施的应用效果,以及有效的计算内水压力下钢衬外包混凝土裂缝宽度的公式。结果表明:总用钢量相同时,减薄钢衬,加大钢筋用量,减小裂缝宽度效果明显;减薄钢衬外包混凝土厚度,也可减小裂缝宽度;性能可靠的防水涂料具备黏接性强和变形能力高的基本性质,可进一步研究其对提高管道耐久性的长期作用;采用П-780-83规范中的裂缝宽度公式,计算结果与模型试验结果较为符合。

基于应变模态变化率的压力管道无损检测

模态分析被广泛应用于大型工程结构的无损检测中 .用振动模态对压力管道进行损伤分析 ,可以根据压力管道的一维连续性质和横截面积性质 ,把应变表示为位移振动模态的函数 ,采用变化率的方法进行损伤识别 .应用这种方法对由于损伤而导致管道刚度轻微的变化进行数值模拟 ,可以明显检测出其损伤位置 .

大比尺钢衬钢纤维自应力混凝土圆形管道在内水压下的性能试验研究

本文通过模型实验,研究钢衬圆形压力管道的外包钢纤维自应力钢筋混凝土在内水压力作用下的性能,包括荷载-变形曲线,管道的开裂和极限荷载以及裂缝宽度,内水压与钢衬、钢筋、混凝土的应力关系等,并结合试验结果对这种管道的适用性进行分析.实验结果表明,钢纤维自应力混凝土能够显著地提高管道混凝土的开裂荷载,能够达到普通管道的2～3倍;钢纤维和自应力管道外包混凝土的裂缝宽度都有减小的作用.

大比尺钢衬钢筋混凝土马蹄形压力管道改性试验研究

为从根本上解决常规钢衬钢筋混凝土压力管道因运行期的裂缝过宽而带来的结构耐久性问题,采取将常规混凝土改性为高性能的钢纤维混凝土或钢纤维自应力混凝土的方法。以某水电站全背坝面管为原型,以1:10缩尺制作了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道模型和钢衬钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道模型。试验结果表明,改性为钢纤维混凝土的压力管道表现出很好的限裂能力,其初裂荷载有一定的提高,管道裂缝宽度显著下降;改性为钢纤维自应力混凝土的压力管道表现出很好的抗裂能力,管道的初裂荷载有了大幅度的提高,钢材的性能也得到了较充分的利用。模型试验的结果显示了改性钢衬钢筋混凝土压力管道良好的应用前景。

ANSYS在钢衬钢筋混凝土压力管道分析中的应用

采用ANSYS程序对三峡水电站管道大比尺试验模型进行了有限元分析,得到了管道开裂前各种材料的承载比、初裂荷载、裂缝宽度以及结构超载系数,并与模型试验结果进行了对比.结果表明,有限元分析结果与试验结果基本一致,可以为其他工程提供参考.

基于弹性波反演的压力管道损伤识别

基于弹性波的波动方程反演提出压力管道的损伤检测方法,根据直杆的波动方程,用直杆的横截面积作为反演参数模拟管道损伤,在优化思想下利用序列二次规划对其进行数值反演,达到损伤识别。

抽水蓄能电站月牙肋岔管设计与分析

结合某抽水蓄能电站的工程实际,对月牙肋岔管及其水压试验方案设计进行了研究.根据工程需要设计了岔管主管和支管水压试验封头.在ANSYS中建立了岔管、封头和水压试验支架的有限元模型,对岔管和封头进行了分析与校核,提取了观测点处的应力值,为岔管的现场水压试验提供了理论依据.

大比尺马蹄形钢衬钢筋混凝土压力管道试验研究

以三峡大坝背管压力管道为原型,按照1∶10进行几何缩尺,制作了内径达1.24 m的钢衬钢筋混凝土压力管道。使用新型内水压力施加方法,进行了模型试验,掌握了钢衬钢筋混凝土压力管道在内水压力作用下的工作机理。通过与同系列模型试验的比较,对钢衬钢筋混凝土压力管道模型试验有了进一步的认识。最后针对常规钢衬钢筋混凝土压力管道,参照相关领域研究成果,比较选择了符合试验结果的初裂荷载计算公式、裂缝间距最大缝宽计算公式以及管道强度设计公式,以供设计使用。

预应力施工阶段混凝土压力管道受力性能研究

本文基于环形预应力作用机理和弹性双层圆筒计算模型 ,推导出压力管道在预应力作用下的应力和径向变形解析计算公式 ,与模型试验和三维有限元仿真计算结果进行了对比分析 ,表明所提出的理论计算公式可用于混凝土压力管道在预应力施工阶段的应力和变形控制设计。

某水电站钢筋砼压力水管裂缝成因试验研究

水电站在我国的水利建设中占据重要的地位,作为水电站的重要组成部分,压力水管安全性对水电站的稳定运行至关重要。针对某水电站钢筋混凝土压力水管出现裂缝的情况,为了研究其开裂成因,采用现场试验和有限元计算分析的方法,对水电站压力水管进行甩负荷试验,并进行裂缝宽度变化的长期监测、统计和计算分析,结果指出:管道裂缝宽度变化与季节和昼夜温度变化关系较大,应重视压力水管的温度效应与养护,可为同类型的水电站设计和维护提供借鉴和参考意义。

磁弹性法在测试模型钢管和岔管焊接残余应力中的应用

磁弹性法是一种快速、简便的表面残余应力无损测试技术.利用磁弹性法测试了西龙池抽水蓄能电站模型钢管和岔管的焊接残余应力,并对水压试验前后的残余应力进行了比较,以了解水压试验降低焊接残余应力的效果.经水压试验之后,不同测区残余应力降低的幅度分别达到16.35%～35.91%,有效地改善了残余应力的分布状态.

基于试验的钢衬钢筋混凝土管道裂缝宽度研究

基于水电站管道外围混凝土的承载特性,设计了配筋混凝土试件轴向拉伸试验,对混凝土裂缝进行研究。对国内几种现行规范中配筋混凝土受拉构件的最大裂缝宽度公式进行比较,分析各公式的特点,并在此基础上,针对水电站钢衬钢筋混凝土管道,提出了混凝土最大裂缝宽度计算公式的改进建议。

地震作用下拱坝及坝面压力管道组合结构的动力模型试验

通过动力模型试验．综合考虑库水、坝基等因素影响．对拱坝及下游坝面压力管道组合结构的动力相互作用规律和抗震性能．进行了全面研究．研究结果表明，下游坝面压力管道使拱坝的整体刚度略有增加，而对其动力特性无显著改变；地震作用下，压力管道段坝基基底应力和压力管道与坝面接触部位上部应力较大，压力管道穿越拱坝部位应力状态比较复杂，采用一定的设计措施后，组合结构具有相当抗震安全度．

大型平面结构模型试验地面约束问题研究

对三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道大型平面结构模型试验的地面约束问题作了深入细致的研究，建立滑动层的方法在试验中取得了良好的效果，为今后解决类似问题提供了实践依据。

羊湖电站压力钢管焊接试验成果介绍

羊卓■湖抽水蓄能电站压力钢管现场焊接试验的测试结果表明，在焊接和热影响区未出现任何裂纹；尽管在热影响区内存在窄狭的脆化和软化区，但对焊接接头的承载能力没有影响．这说明施焊单位采用的焊接工艺及热处理是合理的，焊工和焊接设备经受住了高原自然环境的考验．证明了在高海拔，低气压，低温和严重缺氧的条件下，采用现场手工焊接压力钢管的方案是可行的．

碳纤维布补强压力管道试验研究及有限元分析

在粘贴不同厚度的碳纤维布(CFRP)的工况下来测定管道的环向应变与内水压力之间的变化规律,以此试验数据与ANSYS数值模拟值进行比较,可知模拟值和试验结果吻合得较好。通过建立有限元模型分析纤维复合材料的弹性模量、管道壁厚、管道直径对管道屈服时承压能力的影响,结果表明:高模量碳纤维加固的管道达到屈服强度时管内可施加的压力最大;管道外径的增大对粘贴了碳纤维布的管道屈服时内水压力值提高比例并无影响,而随着管道壁厚的增加,提高比例却依次降低。为碳纤维布修复补强大型输送管道的设计与施工提供试验基础依据。

三峡压力管道平面结构模型强度试验研究

结合三峡电站压力管道大比尺平面结构模型试验,对在设计内水压力作用下管道的强度、温度荷载作用下钢材的温度应力以及结构的承载能力和破坏特征作了深入研究。