元坝气田悬索桥吊索体系检测强度评估.pdf

2015年第44卷
石油矿场机械
第6期第95页
OIL FIELD EQUIPMENT
2015,44(6):95-97
文章编号:1001-3482(2015)06-0095-03
元坝气田悬桥吊索体系检测强度评估
蔡锁德,文晓龙,华小涛,刘鹏,王强
(1,中国石化西南油气分公司,四川闻中637400;2.甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,兰州730070
3.渤海装备辽河重工有限公司,辽宁盘锦124010;4.宁夏锅炉压力容器检验所,银川750000;
5.榆林市特种设备检验所,陕西榆林719000)
摘要;通过对元坝气田悬索桥中的吊索体系进行现场弱磁检测,并对收集的吊索参数信息进行整
理、分类;根据现场检测的有效截面积当量损失,评价了吊索体系拉伸剩余强度。得到吊索体系中
受损最严重的吊索的拉仲剩余强度为1646MPa,满足悬索桥的强度要求。
关键词:吊索体系;剩余强度;弱磁检测法
中图分类号:TE973
文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1001-3842.2015.06.023
吊索体系作为悬索桥中最薄弱的环节,它的力进行吊索系统安全剩余疲劳强度的评估计算。
学性能及其安全性决定了整个悬索桥的安全与寿
检测原理为:钢丝绳被磁化后,在钢丝绳内部产
命。元坝气田属于超高含量H2S气田,且CO2含量生主磁感应强度B,在钢丝绳表面产生主漏磁感应
也很高,所以对于气体泄漏的控制要求极其严格
强度Bn1。Bn与缺陷磁感应强度方向相反,传感器
管线经过长时期的使用,可能导致悬素结构腐蚀和对磁感应强度进行综合处理时,用补偿磁感应矢量
疲劳的累积,如果吊索的应力过大、应力变化不均
B来抵消主漏磁感应强度Ba1。检测某点传感线圈
匀、管线变形、塔基础及边坡状况变化等,会影响悬
索桥和酸气管线的安全运行。桥梁的吊素体系是大捕捉到的磁感应强度矢量,是钢丝绳外该点各种磁
跨悬索桥的重要组成部分,由于吊索结构相对于其感应强度矢量沿轴向分量的矢量和,即
它构件十分纤细,在较高应力的长期作用下,吊索成
B、=Ba1+B,+B+B、+B。+Bm+
为整个结构体系中对损伤最为敏感的构件。通过检
B、+B。+B+…+Bn=∑B
测悬索桥的吊家,并对其剩余强度进行评估确保管式中,B.为传感线圈捕提到的磁感应强度:B为主
线悬索桥的安全性。
漏磁感应强度;B为补偿磁感应强度;B,为环境磁
1检測方法及原理
感应强度;B、为偏移磁感应强度;B为断丝漏磁感
对吊索钢丝绳进行损伤检测的方法有人工检测应强度;Bm为磨损漏磁感应强度;B为锈蚀漏磁感
法、磁检测法、放射线检测法、声发射检测法;其中
应强度;B。为疲劳漏磁感应强度;B,为变形漏磁感
磁检测法一直是检测钢铁工件的首选方法。钢丝绳应强度;B,为第z个磁感应强度矢量;B为任何缺
绝大多数采用导磁性能良好的高碳钢制成,很适合陷磁感应强度。
于利用电磁检测法进行检测,同时磁检测法具有成
实验表明:传感线圈的输出信号U是B、的函
本较低,易于实现等优点
数,缺陷当量△S又是U的函数
本次现场检测将使用TCK便携式钢丝绳探伤
U=F(B、)
仪检测,它是运用“磁场空间矢量合成”的原理,通过
△S=F(U)
检测钢丝绳上的磁场变化,来得到钢丝绳的损伤面式中:U为传感线圈输出的电压信号。
积,并且应用现代断裂力学方法,建立其失效概率计
算方程和吊索系统疲劳失效方程,考虑构件腐蚀后
可得式:△S=AB1+C
收稿日期:2015-1-5
作者简介:蔡锁德(1964-),男,河北晋县人,高级工程师,主要从事油气田地面工程建设管理工作。
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石油矿场机械
2015年6月
式中:△S为缺陷当量或损耗面积的百分比数;A为3L/8、跨中、5L/8、3L/4、7L/8截面的挠度以及上述
比例系数(由实验所得);C为常数。
观测点在偏载情况下的扭转角和横桥向位移,加劲
钢丝损伤点的面积损耗值△S变成了场强B:梁跨中截面、L/8截面、索塔控制截面的应变,索塔
的函数。
塔顶的水平位移、控制吊杆的轴力、最大索股索力
用TCK便携式钢丝绳探伤仪进行检测之后,主缆的表面温度、桥面系的工作性能等。
将得到钢丝绳的此波形图及损伤报告,由此我们就
对输气管线桥梁吊索钢丝绳检测时,有PE层
可以知道:线缆的损伤形式,损伤位置,损伤量值,断破损等目检问题点进行重点检测,并对钢丝绳弯矩、
丝当量。可以定量判断钢丝绳金属有效截面积当量剪力大的点,例如悬素桥1/4、3/8、跨中及对称点处
损失,再结合钢丝绳原始的抗拉强度,就可以得到钢的风缆及吊缆进行抽检
丝绳的剩余强度。
2.3检测流程
2检测过程
TCK-BX系列钢丝绳探伤仪对钢丝绳检测包
括三部分:弱磁加载、弱磁检测和检测数据处理及打
2.1检測设备
印检测报告。
检测采用便携式钢丝绳检测仪,型号为TCK
1)弱磁加载。
BX55型钢丝绳弱磁检测仪,包括弱磁加载仪和弱
手持弱磁加载仪,扣动解锁扳机使仪器适度张
磁检测仪2部分,如图1所示。左边为弱磁加載仪,开,先将一半仪器的导向轮与钢丝绳对位,轻轻合上
右边为弱磁检测仪;此检测仪可检测最大直径为
另一半,先不锁死,沿钢丝绳来回推动仪器,确保钢
056mm的绳索,满足现场吊素26mm钢丝绳内外
丝绳已经准确地被导向轮包围,并且能够平稳地沿
部断丝、疲劳、磨损和锈蚀等缺陷的检测。
钢丝绳滑动,然后锁紧仪器,使弱磁加载仪匀速在钢
丝绳上移动,走完整根钢丝绳后卸载弱磁加载仪。
2)弱磁检测。
在使用弱磁加载仪,对吊索进行弱磁加载后,再
在加载仪加载过的方向上锁紧弱磁检遡仪,先在钢
丝绳完好段对选定3个点对检测仪器进行标定,然
图1TCK-BX5型钢丝绳弱磁检测仪
后手持弱磁检测仪勺速沿钢丝绳移动,整根钢丝绳
2.2检测方案
检测数据存储勁弱磁检测仪中
在元坝气田的现场,由于悬索桥的吊缆数目众
3)检测数据处理及检测结果。
多,根据悬索桥设计及受力理论分析结果,并依据相
检完所选的钢丝绳后,通过弱磁检测仪导出
关标准,只对表观检测异常和悬挂钢丝绳应力较大
检测数据,并对检测数据进行分析处理,对钢丝绳缺
部位进行抽检。
陷进行定位、定性和定量分析,最后得出检测结果。
2.2.1表观检测
3检測数据及数据分析
1)表观检测在白天进行,从钢丝绳两侧同时
观察,目检时的速度不应超过0.5m/s,主要观察有3.】检测数据
腐蚀的线缆。
由TCK弱磁检测仪得出关于元坝气田悬索桥
2)检查时,应采用对钢丝绳没有损伤的机械昂索的相关数据,可用钢丝绳检测曲线来表示,该曲
方法清除钢丝绳表面的污物,以防止其阻碍检测
线是检测仪用来描绘钢丝绳的损伤位置与钢丝绳金
3)可用无损探伤代替目检,但对受力比较大属有效截面积当量损失百分比的一个二维坐标图。
部位或已出现损伤的部位还应目检。
由检测可得,在70根线缆的检测数据中,悬索桥中
2.2.2弱磁抽检
第20根吊索发现损伤比较严重,在一条吊索的不同
控制截面的设计内力