石油是工業(yè)和生活的重要原料，我們身邊日常使用的無數(shù)生活用品都是石油生產(chǎn)出來的。除了到汽車、飛機、輪船等交通工具所使用的燃油，在我們的日常生活中也到處可見。

    比如，五顏六色的塑料制品，鋪路用的瀝青，衣服中滌綸、腈綸、錦綸等面料，制鞋合成橡膠，部分藥品，化妝品，洗發(fā)水、沐浴乳等，都用到了石油及其衍生品生產(chǎn)。毫不夸張地說，我們就生活在石油的包圍圈里。

    但是，石油易燃易爆，且易對環(huán)境造成污染，其管路輸送安全也非常關(guān)鍵。近年來，我國石油氣管道的建設(shè)發(fā)展迅速，分布廣泛，面臨的風(fēng)險也越來越高。各種惡劣的工況，比如斷層錯動、邊坡失穩(wěn)、濕陷性黃土塌陷、凍脹和凍土融沉等，都會使埋地管道產(chǎn)生較大的位移變形，影響管道的安全運行。

    大型輸油管道應(yīng)變變形測量

    傳統(tǒng)的基于應(yīng)力設(shè)計管道的方法，主要是保證外載產(chǎn)生的管道應(yīng)力或等效應(yīng)力不高于管材的允許應(yīng)力，但對于諸如地震、塌陷、滑坡、海底管道鋪設(shè)等位移控制載荷的管道，管道應(yīng)力已超過屈服極限，基于應(yīng)力設(shè)計方法不再適用，采用應(yīng)變的管道設(shè)計方法更為合理。

    某技術(shù)研究院擬采用新拓三維的XTDIC三維全場應(yīng)變測量分析系統(tǒng)，通過壓縮變形實驗研究大型石油管受力壓縮所產(chǎn)生的應(yīng)變變形，從而達到分析石油管工程材料力學(xué)性能的目的。

    在本次實驗中，先將體型龐大的石油管架置于試驗機內(nèi)，由壓頭施壓，觀察管道內(nèi)腔表面受力變形，針對內(nèi)腔表面進行打磨，噴斑，將測頭和光源固定于管材內(nèi)腔，如圖所示：

    將管材連帶測頭吊置于壓頭下，以便于在實驗機對試驗管道進行復(fù)合大變形實驗時，對內(nèi)腔表面應(yīng)變變形情況進行全過程測量。

    當試驗機開始工作時，XTDIC系統(tǒng)同步采集，直至加載結(jié)束，并完成圖片采集，通過XTDIC系統(tǒng)分析軟件進行計算，根據(jù)計算結(jié)果可分析石油管道的位移場以及應(yīng)變場數(shù)據(jù)。

    本實驗通過模擬石油輸送管在服役過程中的載荷情況，在實驗過程中，采用新拓三維的XTDIC系統(tǒng)及分析軟件，進行圖片采集，實時計算全場位移、應(yīng)變等數(shù)據(jù)，并以圖表、曲線等形式輸出實驗結(jié)果。

    本實驗實現(xiàn)了管材試件的全場應(yīng)變測量，試驗數(shù)據(jù)與有限元分析結(jié)果基本一致，為輸油管道的基于應(yīng)變設(shè)計提供了重要的技術(shù)參數(shù)，有助于進一步提升管件的安全設(shè)計水平和管線的運行安全可靠性。