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专利名称：带有防腐层管道的超声残余应力测量方法
技术领域：
本发明涉及一种带有防腐层管道的超声残余应力测量方法。此方法适用于运用界面波测量防腐层内部的钢质管道近表面残余应力。
背景技术：
输油管道在输油过程中，为了提高输油效率，须在内部增加压强。但是由于管道焊接残余应力的影响，在管道加压过程中时常会导致管道破裂，对国家财产造成极大的损失，所以管道残余应力的检测十分重要。输油管道埋在地下3米深，为了避免管道腐蚀，管道外壁都包有防腐层，传统的应力检测方法都须将防腐层去掉，由于防腐层与管道粘接非常牢固，去除防腐层的过程十分繁琐，防腐层去除后还需对钢质管道打磨去掉防腐胶，而人工打磨过程中经常会额外引入残余应力，对测试结果造成影响。研究如何在不去除管道防腐层前提下就可实现对防腐层内部钢质材料进行应力检测具有十分重要的意义，具有广泛的应用前景。

发明内容
本发明的目的是提供一种带有防腐层管道的超声残余应力测量方法。涉及到多层材料激发界面波的理论条件，解决了管道外壁在有防腐层存在的情况下，管道金属壁应力分布测量的问题，为管道应力分布测量提供了一种新的思路。本发明的目的是这样实现的依据Snell定律，推导出在钢质管道表层激发出界面波的物理条件，分析研究了防腐层厚度以及防腐层内超声传播速度对楔块倾斜角度的影响。
四

图1三层介质中超声折射示意图
五具体实施例方式下面对本发明的具体实施方式
进行详细说明图1为超声三层介质中的波形折射示意图，三层介质分别为有机玻璃、防腐层、钢
质管道。1. Snell 定律要在钢质管道表面激发出界面波，须经过两次波形转换，超声信号由压电换能器激励后，在有机玻璃与防腐层界面上，发生第一次波形转换，根据Snell定律，
sin9n sinO, sinO,——-=——-=——-K V1 Vs其中Vtl, V1, Vs分别为有机玻璃中的超声纵波声速，防腐层中的超声纵波声速，防腐层中的超声横波声速。
θ0, θχ, 0s分别为有机玻璃中的超声纵波的入射角度，防腐层中的超声纵波折射角度和超声横波折射角。超声在防腐层内部传播，在入射到管道内部的钢质材料与防腐层的结合面时，会产生第二次波形转换，根据Snell定律，
权利要求
1.带有防腐层的残余应力测量方法，其特征在于对三层介质中的波形转换问题进行分析，分析管道防腐层的厚度及防腐层中纵波声速对有机玻璃楔块倾斜角的影响。
2.根据权利要求1所述的三层介质中超声斜入射时波形转换问题，需要在钢质材料表面激发出界面波，故运用Snell定律推导出了有机玻璃中的超声入射角度。
3.根据权利要求1所述的管道防腐层的厚度对有机玻璃楔块倾角的影响，为激发出界面波，考虑防腐层厚度对接收到的信号强度的影响，以及防腐层厚度对楔块倾斜角度的影响。
4.根据权利要求1所述的管道防腐层的超声声速对有机玻璃楔块倾角的影响，为在钢质管道中激发出界面波，考虑防腐层中声速对楔块倾斜角度的影响。
全文摘要
本发明涉及一种带有防腐层的残余应力测量方法。超声纵波经防腐层入射到钢质管道中，需要经两次折射，经波形转换最终激发出界面波。本发明推导了三层介质中的Snell定律，在利用界面波检测防腐层内部的钢质管道应力时，针对防腐层的厚度及声速对有机玻璃倾斜角度的影响进行了分析。发明提出的设计思路为有防腐层的输油管道的应力检测技术提出了新的检测思路。本发明有效地解决现阶段因防腐层的存在引发的问题，具有非常广泛的应用。
文档编号G01N29/07GK103018335SQ201110282998
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者徐春广, 杨向臣, 潘勤学, 肖定国, 徐浪, 李骁, 宋文涛, 郭军 申请人:北京理工大学