管线钢磁力耦合效应及在线无损应力检测

天然气管道服役期内的载荷变异、介质侵蚀、环境变化等诱发的集中应力使管道强度接近甚至超过设计值,形成安全隐患,而现有的检测手段很难实现在线无损应力检测。结合铁磁材料磁力学机理,开展了X80管线钢的磁力耦合效应微观特性试验研究,探讨了应力引起磁畴结构变化的机理。以X80管线钢圆棒试样为研究对象,设计了基于磁力耦合效应的在线无损应力检测装置,提出了X80管线钢磁力耦合效应应力检测的理论基础及应用方法,并对试验数据进行了分析。结果表明:①在单向拉/压应力作用下,管线钢试样应力变化诱发磁畴结构的改变,从而使受拉方向上的磁化强度增大,使受压方向的磁化强度减小;②恒定加载速率下,在弹性变形阶段,X80管线钢圆棒试样的拉/压应力与通过其截面的感应磁通量之间基本呈现线性关系;③试验得出的X80管线钢试样各种工况的感应磁通量-应力关系吻合较好,精度能满足工程要求。基于管线钢的磁力耦合效应,以感应磁通量为参量建立的磁力本构模型能准确地反映服役管道应力变化,为在线无损应力检测提供了新方法。

在役管道应力无损检测方法试验研究

油气管道在长期运行时,会在各种地质灾害和其他异常荷载的影响下产生变形,进而引发管道安全事故。对在役管道进行定期的应力检测是一种行之有效的评估管道安全的手段。为探究更适用于在役管道的应力检测方法,选用主要材料为X70和X80钢板的在役管道进行拉伸试验,利用超声波法、磁各向异性法和矫顽力法检测不同荷载下钢板的应力,并对应力测试结果进行分析。在8组单向拉伸实验中,超声波法有5组试验数据拟合优度在0.99以上;在双向拉伸试验中,超声波法的拟合效果线性度最好,矫顽力法和磁各向异性法的数据拟合效果较为离散。随着提离值的增大,轴向矫顽力与环向矫顽力都呈下降趋势,磁各向异性法的检测信号也随着提离值的增大呈现降低趋势;超声检测的结果随着温度的升高而呈线性增加,矫顽力的测量结果随温度的升高而呈整体的下降趋势,磁各向异性技术的测量结果随温度的升高呈现先升高后降低的趋势。通过对3种方法试验结果对比分析,超声波法对在役管道应力检测精确度最高,为今后在役油气管道选择更高效的无损检测方法指明方向。

应力波无损检测技术及其在木结构古建筑保护中的应用

介绍了应力波无损检测技术的基本原理,回顾了应力波技术在古建筑保护中的应用进展及存在的问题,最后对发展前景进行了展望,并给出进一步研究的建议。

花旗松木构件内部缺陷应力波无损检测技术

研究采用应力波无损检测技术识别和判定木构件裂缝、内部孔洞和虫蛀等内部缺陷,以提高应力波无损检测技术对残损缺陷检测的准确性。以花旗松木构件为研究对象,模拟孔洞、裂缝和虫蛀等缺陷,利用设备和软件对应力波传播速度检测并生成模拟图像,通过分析模拟图像及面积判断对缺陷的定性及定量识别能力。结果表明,应力波无损检测可以识别孔洞和裂缝缺陷的存在、相对位置和占比,不能识别虫蛀缺陷的存在。模拟出的实际孔洞面积和检测面积之间有统计上的显著线性关系。

谈古建筑木材维护所使用的应力波无损检测

针对我国古建筑木结构的保护现状,阐述了应力波无损检测技术的使用背景,并探讨了应力波无损检测技术的工作原理、分类与应用,从而为古建筑勘察设计和制定维修方案提供指导。

基于超声检测的变形管道维抢修评价方法

为了从定量分析的角度对在役管道进行评价,基于超声LCR波油气管道在线应力检测装置开发了油气管道在线应力状态无损测量技术,并围绕地质灾害变形管段建立了“应力初测评价-维抢修措施建议-应力复测评价-管道定期检测”的工程现场管道维抢修评价方法,并对该方法进行了现场工程试用。结果表明,该方法是评价地质灾害变形管段在线应力状态的有效手段,为变形管段安全裕度和修复质量的定量评价提供了依据,为变形管段的后期维护提供了技术支持。

预应力混凝土简支梁静、动载检测对比研究

同时对预应力混凝土简支梁进行了破坏性加载试验和振动信号采集工作。由静载数据可知梁跨中受集中力的初裂荷载为 50 0 k N～ 550 k N,满足设计要求。分析构件在受力损伤过程中的动力响应有关参数变化并对静、动检测时梁性能的各有关参数进行比较 。

基于矫顽力的X80管道焊接残余应力测量方法研究

矫顽力法是油气管道残余应力无损测试的有效方法,对确保焊接管段服役安全有重要工程价值。基于力磁耦合理论,分析了应力、应变对矫顽力的影响,推导了平面应力状态下应变与矫顽力的计算公式,提出了适用于管道的力磁耦合模型;开展单向拉伸试验,标定了X80管线钢磁弹性应变系数,利用矫顽力法测量了管道环焊缝区域的残余应力,并与盲孔法测量结果进行了对比。试验结果表明:矫顽力法轴向残余应力测量结果与盲孔法测量结果二者数值上存在一定误差,但应力分布规律一致,验证了矫顽力法的可行性。研究结果可为X80现场管道环焊缝残余应力无损检测提供有效参考。

砼箱梁桥腹板竖向预应力损失结构动力学分析与试验研究

提出通过控制材料标准、减小施工定位误差、保证张拉质量、孔道密实压浆等措施减小精轧螺纹钢筋的预应力损失;对隔离钢筋外露段进行结构动力学分析,得到精轧螺纹钢筋外露段长度L、一阶振型频率f与锚固段刚度增大系数k三参数模型,钢筋外露段频率特性可反映张拉力大小,室内箱梁模型试验可量化钢筋张拉力F与锚固段刚度增大系数k的对应关系;大量现场检测数据证明该竖向预应力钢筋无损检测手段有效。

基于数字赋能的泰山古柏生态修复技术应用探究

泰山古柏(Platycladus orientalis(L)Franco)以苍劲挺直的姿态及其深厚的历史文化底蕴,成为泰山自然和文化遗产的重要组成部分,但出现了叶片枯黄、病虫害加剧、内部损伤严重等影响寿命的问题,对其进行检测诊断和健康修复迫在眉睫,因此对泰山古柏内部损伤进行准确检测尤为重要。文章从国内外当前古树无损检测方法问题分析入手,通过对国内外对古树无损检测研究分析,提出减小应力波无损检测技术误差思路,并对古树内部损伤应力波无损检测方法、古树内部损伤应力波检测波速反演算法以及关键实验步骤展开分析,以期为下一步古树名木修复计划的制定提供有效参考依据。