2024年12月,國家管網(wǎng)研究總院依托中國散裂中子源工程材料中子衍射儀,成功完成國內(nèi)首次大口徑高鋼級(jí)油氣管道環(huán)焊縫殘余應(yīng)力測(cè)試工作,為保障國家油氣管道輸送安全與能源安全提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,助力我國能源事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
該項(xiàng)工作利用中子衍射技術(shù),精準(zhǔn)揭示環(huán)焊縫內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布特征,通過測(cè)試選定了焊接最優(yōu)參數(shù),確保在進(jìn)行管道焊接時(shí),不同部位的殘余應(yīng)力保持一致,為精準(zhǔn)開展環(huán)焊縫可靠性評(píng)價(jià)、優(yōu)化焊接工藝提供關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。該項(xiàng)工作的完成,為管道研究領(lǐng)域引入了全新的測(cè)試技術(shù)手段,充分彰顯了國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)重大科研項(xiàng)目的支撐作用,也為國內(nèi)外油氣管道領(lǐng)域基于中子衍射測(cè)試技術(shù)的科學(xué)問題研究提供了極具價(jià)值的應(yīng)用范例。
中國散裂中子源是材料科學(xué)、物理、化學(xué)化工、生命科學(xué)、資源環(huán)境和新能源等多學(xué)科領(lǐng)域的強(qiáng)大科研平臺(tái),也是全世界第四臺(tái)脈沖型散裂中子源。中國散裂中子源中子衍射技術(shù)作為殘余應(yīng)力無損測(cè)試中的一種重要方法,具有突出優(yōu)勢(shì):其穿透深度更大,可達(dá)數(shù)十毫米;具有較高的空間分辨率,可以實(shí)現(xiàn)試樣內(nèi)部應(yīng)力梯度的準(zhǔn)確表征、三維應(yīng)力測(cè)量;測(cè)試中可對(duì)制備及服役環(huán)境進(jìn)行模擬加載,原位獲得試樣的多尺度殘余應(yīng)力分布規(guī)律。
為完成該項(xiàng)任務(wù),中國散裂中子源工程材料中子衍射儀李小虎團(tuán)隊(duì)與國家管網(wǎng)研究總院項(xiàng)目組緊密協(xié)作,自主打造了適用于大型管道部件的測(cè)量工裝,確保了測(cè)試過程中樣品的精確定位和復(fù)雜環(huán)境的模擬,完成了實(shí)驗(yàn)測(cè)量的可視化模擬工作,制定了詳細(xì)的測(cè)試方案,確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性,有效保障了測(cè)試工作的順利進(jìn)行。
