输油管道修复焊接结构残余应力测试

输油管道打孔盗油案件频繁发生，对于被打孔的管道，只能采用焊接修复的方法。一是在打孔的地方焊上一小截盗油支管封闭在里面，俗称“扣帽子”；二是在被打孔的管道外表面焊上一小块补板，这种方法需要将盗油分子焊接在管道上的盗油支管完全从根部处清除。

而焊接过程中会产生大量的残余应力，当管道运行时，工作应力和残余应力相叠加，会提高管道实际受力水平，降低承载能力，尤其是在焊缝和热影响区等局部高应力极易产生疲劳破坏、应力腐蚀开裂和氢致开裂，严重影响管道的正常工作，缩短管道的服役寿命，甚至造成严重事故。

为了了解管道修复中焊接残余应力对管道完整性的影响，采用盲孔法分别对“扣帽子”和“补板”两种焊接结构进行残余应力测试，并与管道螺旋焊缝处的残余应力进行对比，为打孔盗油管道修复措施的合理性评价及修复后管道的安全评价提供依据。

试件情况介绍

为了取得可靠的数据，采用了某输油管线库存的φ630mm*8mm和φ711mm*10mm的管道，材质为16Mn。在管道上钻孔，然后按打孔盗油管道抢修时的修复工艺，在管道打孔处焊接管或“补板”。接管尺寸为φ159mm*6mm，高约200mm，材料为Q235。“补板”是从相同尺寸和材料的管道上截取的，尺寸为100mm*100mm*8.4mm。考虑到在打孔盗油活动频繁地区，存在密集开孔的情况，也制作了两个开孔较近的试件。

对这种管道材料进行了拉伸试验，以便得到管道材料的准确机械性能数据。材料的屈服极限为553Mpa，拉伸极限为653Mpa。

残余应力测试步骤

残余应力测试数据及结果分析

对φ630mm*8mm和φ711mm*10mm两种规格管道的不同焊接修复结构进行了多组残余应力测试，并对所有应变测试进行了温度补偿。

φ630mm*8mm管道接管