2024年12月,研究总院依托国家大科学装置——中国散裂中子源,成功完成国内首次大口径高钢级油气管道环焊缝残余应力测试工作。
该项工作旨在利用中子衍射测试技术精准揭示环焊缝内部残余应力的分布特征,为精准开展环焊缝可靠性评价、优化焊接工艺提供关键实验数据。该项工作的完成,不仅是国家管网集团首次携手国家大科学装置开展的重大科研实践,更为管道研究领域引入了全新的测试技术手段,充分彰显了国家大科学装置对国家重大科研项目的强大支撑作用,也为国内外油气管道领域基于中子衍射测试技术的科学问题研究提供了极具价值的应用范例。
测试现场
中国散裂中子源是国家“十一五”期间重点建设的十二大科学装置之首,是材料科学、物理、化学化工、生命科学、资源环境和新能源等多学科领域的强大科研平台,也是全世界第四台脉冲型散裂中子源。中子衍射技术作为残余应力无损测试中的一种重要方法,具有突出优势:其穿透深度更大,可达数十毫米;具有较高的空间分辨率,可以实现试样内部应力梯度的准确表征、三维应力测量;测试中可对制备及服役环境进行模拟加载,原位获得试样的多尺度残余应力分布规律。
为确保测试的顺利进行,研究总院前期进行了充分的准备与对接工作。2024年7月,研究总院副院长陈朋超率队前往中国散裂中子源科学中心进行实地考察与交流,深入了解中心的研究方向、实验装置及功能等,并就测试合作事宜进行了深入探讨。为完成该项任务,散裂中子源工程材料谱仪组与研究总院项目组紧密协作,自主打造了适用于大型管道部件的测量工装,确保了测试过程中样品的精确定位和复杂环境的模拟,完成了实验测量的可视化模拟工作,制定了详细的测试方案,确保了数据的准确性和可靠性,有效保障了测试工作的顺利进行。
前期调研交流
未来,研究总院与中国散裂中子源将进一步深化合作,聚焦油气管道相关重大科学问题开展联合攻关,持续提升我国油气管道技术水平,为保障国家油气管道输送安全与能源安全提供坚实的技术支撑,助力我国能源事业高质量发展。