T_CSCP 0003-2024 钢质管道非破坏极限承载能力检测评价方法.docx

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1、T/CSCP中国腐蚀与防护学会标准T/CSCP0003-2024钢质管道非破坏极限承载能力检测评价方法DetectionandEva1.uationmethodofIWn-(IeStrUCtiVeU1.timatebearingcapacityofStee1.Pipe1.ine2024年2月26日实越202侔2月26日发布中国腐蚀与防护学会发布本文件参照GBfr1.1-20201标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则.GtVT20001.4-20151标准编写规则第4部分：试验方法标准3给出的规则起草.本标准由河北省特种设备监督检验研究院、北京科技大学和中国特种设备检测研究院共同提

2、出.本标准由中国腐蚀与防护学会标准化技术委员会归口。本标准起草单位：河北省特种设备监督检验研究院、北京科技大学和中国特种设备检测研究院，本标准主要起草人：王昱、孙占远、刘智勇、王立贤、王胤森、李广涛、李宁宁、赵博、刘超、代文贺、郭超、贾沈鹿、贾宝利、王同军、马君、王文娜。本标准为首次发布，钢质管道非破坏极限承载能力检测评价方法1范B1.本文件规定了钢质管遒元件承载能力非破坏检测的术语和定义,原理、怦价方法、承栽能力预测及验证的方法.本文件适用于管战剂、碳钢、奥氏体不锈钢、铝及铝合佥管道元件的极限承我能力非破坏检测与评价方法研究。本文件适用于钢质管道元件在服役前或服役后的极限承驳能力非破坏检测与

3、评价方法研究.2提电性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.其中，注日期的引用文件.仅该I1.期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件.其最新版本（包括所有的修改的）适用于本文件.GB/T150.1压力容器第I部分：通用要求GB.T26929压力容器术语GB20801.5压力管道规范工业管道第五部分：检紧与试验GB/T241金属管液压试脸方法GB三21无损检测数字图像处理与通信GB22039航空轮胎激光数字无损检测方法TSGD7002压力管道元件型式试脸规则3*三11XGB/I26929,GBT1.50.1界定的以及下列J术语和定义适用于本文件.3.1 质

4、变Strain管道元件在充压过程中，某一方向上激小规段因变形产生的长度增做与原长度的比值。3.2 微应变microstrain局新出现的尚未导致宏观变形旦未皱坏管件的服役性能的应变。1.1 例力u1.timatebearingcapacity管道元件经爆破试脸后，所能承受的呆大压力值。3.4 朝，性试ftnn-deanctivetesting根据管道元件的信息，采用相应的K破坏试验压力进行充压下的承我能力试骁，3.5 破坏性ICIftdestructivetesting不断增加试验乐力,直至是金属管出现海漏或爆裂的试验.来源：GB2412007,3.73.6 数字图像相关方法digita1.i

5、mgeco11e1.ati,DIC利用在物体表面喷涂随机放掰.通过在物体变形前后的放掰图像中精确风配对应点，测状变形位移等数据的非接触式光学测最方法。3.7 异常变形区域abnorma1.deformationregion而管遒元件进行做应变测试，应变分布云图中呈.条带状较周恸区域的应变出现明显差异的区域，可认为是管道潜在的破断区域，其在管件充压过程中产生应力集中，引起该区域异常形变并优先发生失彼。3.8 正常变形区域norma1.(Icfbrmationregion在管道元件应变分布云图中.未出现明显异常变形区域的一般观察区域.3.9 管道元件pipinge1.ement本标准管道元件仅包括

6、三通、弯头、H缝钢管以及螭旋缝钢管。3.10iiJSStesttemperature进行做应变试滁和爆破时，管遒元件壳体的金属温度.4总则4.1 管道元件非破坏极限承我能力检测工作应湎足TSGD7OO2等国家相关法规标准的规定。4.2 本方法用于评估管遒元件的板限承载能力，包括二通、穹头、H缝刖管以及坡加缝钢管。4.3 非破坏极限承战能力检测是指：通过使用DIC技术结合小尺寸试样得出做应变评价模型,通过管道元件微应变测试获得应变公图，通过计算应变集中系数与模型对比，来预测笆道元件极限承我能力的方法.4.4 作贼环极限承载能力检测工作包含六个步煤：获取管件信息、划定充压条件、微应变测试、评估、抽

7、样检脸、记录和报告,流程如图1所示.图1极JS承我能力检测流程图5首件信息和测试条件根据管件壁厚、管径等信息，汨到管道的理论失效压力P:.(1)式中，Ob为管体材料的实际抗拉强度，t为管壁像度，D为管子外径.应通过对照表I确定管道元件激变形的充压程度.表1管道做应变测试条件管道材质产小类31管道双格做应变充乐程度，T3X昔径/M壁球/m1.360螺货能钢管700-90010-150.21555M嫖钢管I100-J30015-200.21.185M应经锵行800-100030-350.25Q235B野头60080010150.3三通60080010-150.366.1 戏试”测试装置图2所示:图

8、2款应变漏试装图将两个高分辨率的2118X2018像索CCD摄像机作为组DIC图像采集设的，将多殂D1.C图像采集摄像头放置在恃测M管件观测区周困的专用门架上，采用1.ED灯进行照明，对管件表面进行360.监测。数字图像相关方法原理如冏录A所示.6.2 试件ImM备条件6.2.1 管道元件两端焊接封头做成试验系统。注：焊接封头时应保证第管强度。6. 2.2对于婵接管件，需要先对煤缝进行渗透检测或超声波检测等无损检脸方式,确保焊纭焊接质地良好.6.3 狭取承压过程中的敷字图像6.3.1 将需要检测的管遒元件放入爆破室。6.3.2 在管件的塑性变形区域喷涂均匀的亚光白色底漆，除保底漆颜色均匀、无斑

9、点形杂色区。6.3.3 脱干后喷洒黑色故斑，确保黑色散斑细小I1.分布随机，每个像素区域有27个散斑为宜注：白色底漆是为了覆前试样表面的金属光泽以免影响D1.C图像的采集，1 3.4将多组DIC图像采集设备放置在待测量管件观测区周围的专用门架上,采用1.ED灯进行照明，然后开肩图像采集.2 3.5D1.C图像采能的同时开始进行管道充压。通过增压系统控制给管道元件增压，其增压能力和压力传感器精度、呆柒量程等应满足GB,T24I金属管液压试验方法的般要求，&6继续提升管道元件内部压力，声到出现微形变。当管道元件局部微应变或正常变形达到0.25%时，停止实验.6 3.7得到微变形管道元件的应变分布云

10、图，分析应变分布云图，判断是否存在异常变形区域，如存在异常变形区域则采用卜述方法计尊应变%中程度，：.*7采用应变柒中系数k对应变集中程度进行量化：v-kf-1.期，em为应变集中处的域大应变，a为均匀变形处的应变，7 W将步骤6.4计尊的应变集中系数k进行坪估，评估方法如下:表所示:2微成变服试评估方法应变集中系数（K评估结果Rk1.合格RPkR存疑不合格注：Ri-Rz的具体数值见附送B.8 MMMIt&1MWtXIMmM我然值试售件敷量评估结果爆破数盘合裕CK存疑5O不合格100%抽取50评估结果为存疑的管件进行爆破检验，另外50%根据检验结果JS行处乱8.2MMttiCItxe爆破试验流

11、程按照GB241金蟠管液压试验方法进行.试验报告应当包括下列内容：a）本标准号：b）实险目的：C）试验编号：d）试验方法，包括.表面微形变培准级A:e）试样的标识及描绘（规格、材质、类型）；0试脍升压曲线及表面微形变二维图：g）试验件变形前后外观照片：h）试件极限承我能力的评判结果，包括定性和定揄的评定.械A（XMtt）敷字图像相关方法M.IDIC票集系俄D1.C采C系统由1角支水、CCD相机和计算机组成,如图A.I所示.一脸过程中通过CCD相机对试件进行率在拍照并将来柒的敢斑照片实时保存在计算机中。DIC作为一种目标跟踪技术，在概念上非常第单.是通过比较试件变形前后的放斑图像间差异来计算试件

12、的位移变化fit信息.AJDICf1.iS当物体受到外我荷作用时，待测物体的救见会的螫恃测物体的变形而发生形变,因此常通过观测救川图像的仪化改得物体的变形信息,在敌斑图案变形前后的相关性匹圮计算之蕾，需要对目标放斑图进行合理的划分子集.其中子里的大小通常为步长的4倍.D1.C的回配计算过程如图A.2所示,在数斑图像中选取目标子集（红色方框）和目标像素点（红色点）,其中图A2右边两张放现图为变形之后形貌.通过见阳物体变形前后Ift斑图中目标子集与目标像素点位置变化计算核子集在X、八z三个方向的位移维置疑，以此类推，通过计。观测区域内祗个子集的位移偏移量可以计算出整个待测区域的位移场及应变场，的用

13、地在进行参考图像与目标图像的相关匹配过程中，是通过对相关函数进行最小位求解来匹足最相关的子区.当参考图像与目标图像的子区间完全匹配时灰度差的绝对俄总和是最小的.因此,常带灰度差的绝对值总和达到最小作为确定最相关子区的判据，表A.I介绍了三种常见的相关函数公式，用于参考图像与目标图像的相关F1.配。在选择判据函数时,需要根据具体情况考虑谷种因崇，并权衡UJW性、抗干扰性和计算速度等要求。*三和售见的相关函我衰相关雨*公式绝时整相关的数|武中-心则c*-,-j=1.h?城小经故平方和相关函数2*2*IG=Z1.(vCxMFxM)I/-I正则化互相关函数”“1v(x,y)u(x,y)Jp1.X1.1.21UIJEEWXJ江EMXMIIE