连续油管疲劳损伤磁记忆检测试验及剩余寿命预测方法研究

发布时间：2020-06-29 20:51

【摘要】：疲劳破坏是连续油管最常见的失效型式,研究能够及早准确发现和预见连续油管疲劳损伤异常状态的技术方法,对于提高其使用效率、防止突发疲劳断裂和保障作业安全具有十分重要的意义。本文结合连续油管弯曲疲劳试验,研究连续油管疲劳损伤状态的磁记忆检测表征方法,建立基于检测数据的剩余寿命预测模型,主要工作如下:(1)针对现有连续油管疲劳试验装置存在的不足,改进了矫直模板的提升方式和全尺寸连续油管封堵结构,提高了试验测试效率;提出了多影响因素作用下的连续油管疲劳检测试验方法。(2)开展了不同内压、弯曲挠度和弯曲频率条件下的连续油管疲劳试验,通过分析磁记忆信号与连续油管试样损伤程度之间的关系,确定了能够表征连续油管疲劳状态的磁记忆特征参数。研究结果表明,随着内压或弯曲挠度的增加,连续油管试样疲劳失效加速,疲劳寿命缩短;而6-20次/min的较低弯曲频率对连续油管疲劳损伤影响甚微。(3)通过试验考察了连续油管磁记忆检测的时效性。分析了连续油管弯曲疲劳试样在试验结束后磁记忆信号随时间的变化特征;考虑实际工程中连续油管间歇性使用的特点,分析了自然时效后的连续油管试样再次进行弯曲疲劳加载试验过程的磁记忆信号变化情况。研究结果表明,经塑形变形后的连续油管,自然放置2周后磁记忆信号开始降低,5周后磁记忆信号降至最低并停止变化;而连续油管磁记忆检测时效性对于其疲劳损伤影响甚微,室内试验成果可以应用于现场。(4)以试验过程获取的磁记忆特征参数为原始样本,建立了基于磁记忆检测数据的连续油管疲劳状态灰色预测方法;类比Miner线性疲劳累积理论,将循环次数换算成疲劳损伤度,提出了连续油管疲劳寿命预测模型,通过后验差检验得到精准等级为“合格”,满足精度要求,为现场通过磁记忆检测方法预测连续油管剩余寿命提供新的思路。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG115.284;TE973
【图文】：

第1 章 绪 论测技术与其他无损检测技术相比，有着对应力集中较为敏行早期诊断、无需对试样进行预处理等优势，在连续油管征方面展现出良好的发展应用前景。因此，在室内利用连开展多因素作用下的连续油管试样弯曲疲劳过程的磁记忆测信号与连续油管疲劳损伤状态之间的关系，寻求对连续敏感的磁记忆信号特征参数，建立适用的油管疲劳寿命预实际工程应用提供基础依据，对于研究开发能够准确反映检测技术，预防疲劳断裂事故发生，保障连续油管作业安

声波检测系统 Argus 由美国 CTES 研制[17超声波探头，可以同时测出油管 12 个部椭圆度，该装置虽然原理简单，但却是统。人发明了一种管内检测机器人[18]，该，测量内部涂层厚度，并包含适用于焊典型的焊缝异常。管检测方法的研究大多还处于室内试验目前国内常用的连续油管检测手段主要试样施加外加磁场使其磁化[20]，磁化后上没有缺陷时，管体磁力线分布均匀；如，这些部位的磁导率会发生变化，从而的装置对试样进行检测，即可判断试样

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本文编号：2734343