一、成果概述：

利用超声波测量管道应力的理论基础是声弹性理论，即超声波在特定材料中传播速度的变化量与材料应力变化量有数学关系。超声临界折射纵波（LCR）相比于其他形态的超声波，超声 LCR 波对应力有更高的敏感性，基于声弹性原理和应力与 LCR 波飞行时间的线性关系，本课题组自主研发了专门用于测量油气管道工作状态下应力的装置，集低功耗处理器、超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、温度测量模块、液晶显示及交互模块和电源管理模块于一体。该装置能够适用于各种运行工况，对管道表面应力进行无损测量，时间测量精度提高到 0.1 ns精度，应力测量误差为±10 MPa，可以准确给出危险点的安全裕度，对判断变形管道是否处于安全运行状态有巨大工程应用价值。核心技术现已申请国家发明专利 4 项，获得省部级奖励 2 次。截至 2021 年 12 月，该成果已应用在西气东输管线、陕京管线、中缅管线等国内重要管线以及中石油中石化油库、储气库、站场工艺管线开展应力测量与安全评价，应用地点遍布中国 17 个省 50 余个市，累计服务管道安全评价测点超过 600 处。基于管道应力测量，团队可实现管道应力应变仿真、应力检测、应力控制为一体一站式健康服务。