輸油氣管道應變測量試驗

當油氣輸送管道因外力作用而產生裂紋，而裂紋擴展無法避免時，輸送管中的油氣就會發生泄漏。此時，由于管道內壓的作用，導致管材沿著裂紋處撕裂，為了準確計算裂紋撕裂的各項數據，需要在管道全尺寸斷裂時對管材變形的各項數據進行采集。

本文介紹了在管道斷裂試驗過程中，采用應變測量技術對油氣管線泄漏時、撕裂時的變形進行測量。

測量元件選擇

為了檢測管道產生變形、撕裂的影響，在試驗管段上安裝應變片，用于檢測管道變形過程中局部殘余塑性變形、局部應變場和管道形狀變化的情況。雖然不能直接測量應力，但是可通過測量變形、撕裂時的應變來計算出應力大小。

常見的應變片屬于電阻式應變片，是被測物體的變形值轉換成電阻值的變化，通過測量電阻值變化實現測量變形值的目的。應變片分為箔式應變片、金屬絲應變片和半導體式應變片。

箔式應變片與被測物體接觸面積大，在長時間測量時的蠕變較小，一致性較好，且自帶溫度補償功能，靈敏度高、溫度補償效果好，能將溫度影響減小到最小范圍之內。因此，本次實驗選擇箔式應變片測量試驗過程中管材應力的變化。

應變測量原理

應變片在被測管壁上粘貼，當管壁發生應變時，應變片隨管壁一起伸縮，這樣金屬箔材就隨著應變伸長或縮短，其導線電阻值會隨之變化，應變片就是利用這一原理，通過測量電阻的變化而對應變進行測定。通過計算公式應變  ε=ΔR/（R*K），其中K為應變片比例常數。

應變片粘貼步驟

應變片在粘貼時對粘貼的精度要求相當高，在粘貼時其步驟應按照如下程序進行：①除銹，用砂輪機、砂紙打磨應變片粘貼部位，直到除去涂漆，銹跡等。②清潔粘貼面，用酒精棉清潔應變片粘貼部位。在清潔過程中，沿著一個方向用力擦拭，然后再沿著相同方向擦拭，如果來回擦拭會使污物反復附著，無法擦拭干凈。③涂粘貼劑，首先要確認好應變片的正反面。在應變片的背面滴一滴粘貼劑，如果涂抹粘貼劑的話，先涂抹部分的粘貼劑會出現硬化，使粘性下降。因此不適用涂抹的方式。④粘貼，將滴有粘貼劑的應變片立即粘在所安裝處的中心位置。⑤加壓，用粘貼膜覆蓋在應變片上，并用手指加壓。加壓一分鐘左右，取下薄膜，確認應變片是否粘貼牢固。

特別注意一點是，應變片在安裝前應進行一次電阻測量，根據本次實驗管材性質及管線撕裂的特性，選擇120Ω應變片，由于選擇的應變片帶有導線的，因此在安裝前測量的電阻值為120±0.8Ω。

總結

綜上所述，在進行管線輸油氣管線全尺寸斷裂試驗過程中，測量管線斷裂前、斷裂過程及斷裂后管線的變形是管線材質、韌性等系統性分析的關鍵因素，是管材生產企業檢驗其管材質量的重要依據，也是輸油氣管線材料選擇的重要依據。