输油气管道应变测量试验

当油气输送管道因外力作用而产生裂纹，而裂纹扩展无法避免时，输送管中的油气就会发生泄漏。此时，由于管道内压的作用，导致管材沿着裂纹处撕裂，为了准确计算裂纹撕裂的各项数据，需要在管道全尺寸断裂时对管材变形的各项数据进行采集。

本文介绍了在管道断裂试验过程中，采用应变测量技术对油气管线泄漏时、撕裂时的变形进行测量。

测量元件选择

为了检测管道产生变形、撕裂的影响，在试验管段上安装应变片，用于检测管道变形过程中局部残余塑性变形、局部应变场和管道形状变化的情况。虽然不能直接测量应力，但是可通过测量变形、撕裂时的应变来计算出应力大小。

常见的应变片属于电阻式应变片，是被测物体的变形值转换成电阻值的变化，通过测量电阻值变化实现测量变形值的目的。应变片分为箔式应变片、金属丝应变片和半导体式应变片。

箔式应变片与被测物体接触面积大，在长时间测量时的蠕变较小，一致性较好，且自带温度补偿功能，灵敏度高、温度补偿效果好，能将温度影响减小到最小范围之内。因此，本次实验选择箔式应变片测量试验过程中管材应力的变化。

应变测量原理

应变片在被测管壁上粘贴，当管壁发生应变时，应变片随管壁一起伸缩，这样金属箔材就随着应变伸长或缩短，其导线电阻值会随之变化，应变片就是利用这一原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。通过计算公式应变  ε=ΔR/（R*K），其中K为应变片比例常数。

应变片粘贴步骤

应变片在粘贴时对粘贴的精度要求相当高，在粘贴时其步骤应按照如下程序进行：①除锈，用砂轮机、砂纸打磨应变片粘贴部位，直到除去涂漆，锈迹等。②清洁粘贴面，用酒精棉清洁应变片粘贴部位。在清洁过程中，沿着一个方向用力擦拭，然后再沿着相同方向擦拭，如果来回擦拭会使污物反复附着，无法擦拭干净。③涂粘贴剂，首先要确认好应变片的正反面。在应变片的背面滴一滴粘贴剂，如果涂抹粘贴剂的话，先涂抹部分的粘贴剂会出现硬化，使粘性下降。因此不适用涂抹的方式。④粘贴，将滴有粘贴剂的应变片立即粘在所安装处的中心位置。⑤加压，用粘贴膜覆盖在应变片上，并用手指加压。加压一分钟左右，取下薄膜，确认应变片是否粘贴牢固。

特别注意一点是，应变片在安装前应进行一次电阻测量，根据本次实验管材性质及管线撕裂的特性，选择120Ω应变片，由于选择的应变片带有导线的，因此在安装前测量的电阻值为120±0.8Ω。

总结

综上所述，在进行管线输油气管线全尺寸断裂试验过程中，测量管线断裂前、断裂过程及断裂后管线的变形是管线材质、韧性等系统性分析的关键因素，是管材生产企业检验其管材质量的重要依据，也是输油气管线材料选择的重要依据。