李玉坤, 于文广, 李玉星, 张 玉, 陶建中, 程 磊

(1.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,山东青岛 266580; 2.国家石油天然气管网集团有限公司油气 调控中心,北京 100020; 3.国家管网集团西部管道有限责任公司,新疆乌鲁木齐 830000)

工程结构工作应力的无损检测对保障工程结构的安全具有重要意义[1]。工程结构内部应力较大带来诸多不利影响[2-3],包括翘曲变形[4]、应力腐蚀开裂[5]、过早疲劳破坏[6],在工程结构的服役阶段必须高度重视工作应力的测量。超声波法是当前无损检测工程结构工作应力的有效方法。ROSSINI等[7]认为超声波法具有高分辨率、高渗透力和对人体无伤害的特点,是工作应力无损检测发展方向上最有前途的技术之一。超声波法测量应力基于声弹性理论,通过超声波传播速度的改变量计算被测工程结构的应力[8]。超声波法测量应力具有无损、快速、可适用范围广等特点,但也有着影响因素多的缺点,其中温度、耦合状态、被测点的粗糙度等因素直接影响了超声波法测量应力的精度和现场可应用性[7]。Fraga等[9]研究指出在众多影响超声波测量应力因素中,温度影响程度最显著。Salama等[10-11]、Chern等[12]、Heyman等[13]及Kobori等[14]测量了超声波波速随温度的变化量,定义了热-声系数,明确了该系数随应力变化规律。Weaver等[15]研究指出超声波传播速度的温度依赖性表现为超声信号的扩散或压缩。Nikitina等[16]利用超声波法测量管道双轴应力,发现超声纵波和横波速度对温度依赖性之间的差异,给出温度影响程度。……