酸性介質(zhì)條件下的管線輸送工程建設(shè)表明，采用聲測管替代不銹鋼管，具有明顯的材料成本優(yōu)勢。在防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，聲測管產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，已經(jīng)成為行業(yè)關(guān)注的重點技術(shù)之一。聲測管由兩種材料性能優(yōu)勢各異的金屬管經(jīng)機械復合加工而成，即外基管和內(nèi)襯管的機械復合，二者之間接觸應力大小是衡量雙金屬機械復合工藝可靠性的主要標志。以應用于酸性油氣介質(zhì)輸送管道的聲測管為例，其內(nèi)層為耐蝕合金管，外層是高強度的管線管。

 

聲測管制造技術(shù)包括燃爆、旋壓、拉拔以及外包模具的水壓擴徑等多種機械復合工藝，但如何實現(xiàn)復合管雙金屬層間接觸力大小的現(xiàn)場控制，上述工藝都未曾提供可操作性強、效果顯著的解決方案。鑒于此，某公司進行了聲測管工藝的研究，提出了一種利用材料極限彈性膨脹控制水壓復合效果的方法。

 

聲測管水壓復合的工作原理為：聲測管的內(nèi)襯管插入外基管內(nèi)腔，在外基管開鑿兩個排氣孔，復合過程中，存在于復合管內(nèi)、外兩層金屬間隙中的空氣可由排氣孔排出。管端組合密封裝置的主要作用是防止水進入內(nèi)襯管和外基管之間的間隙，堵頭的材料性質(zhì)與內(nèi)襯管材料相同，內(nèi)襯管的兩管端口插入堵頭后，沿交界將內(nèi)襯管和堵頭焊成一體，內(nèi)襯管內(nèi)腔自成一個密封室；導管與外部的水泵銜接，水壓傳感器外接專用儀器用于檢測和控制密封是水壓膨脹壓力。

 

在聲測管水壓復合過程中，內(nèi)襯管和外基管的貼合緊密程度可通過水壓膨脹加載和卸載兩個過程實現(xiàn)。在加載過程中，內(nèi)襯管發(fā)生塑性變形，外基管因彈性膨脹而儲存一定的彈性變形勢能；而在卸載過程中，由于內(nèi)襯管彈性回復量小，塑性殘余變形量大，外基管則依托內(nèi)襯管的結(jié)構(gòu)剛度，把部分彈性勢能保留在聲測管上。如果所保留的彈性勢能越多，則復合管的接觸貼合緊密程度越高。在材料力學性能、尺寸規(guī)格既定的情況下，由于外基管剩余彈性勢能是控制復合管貼合緊密程度的關(guān)鍵，因此，可通過水泵壓力的控制，促使外基管發(fā)生#大彈性變形，從而獲得#大的剩余彈性勢能，確保復合管的#佳復合效果。

 

某公司聲測管工藝的研究結(jié)果如下：

 

（1）為了獲得#佳的復合效果，外基管材質(zhì)級別要盡可能高，而內(nèi)襯管材質(zhì)也應采用剛度匹配的材料。在內(nèi)襯管、外基管的材料既定的情況下，復合過程采用的水壓越大，復合管獲得的剩余彈性勢能越多，復合效果越好。

 

（2）復合管水壓膨脹試驗過程中，密封水壓力與時間關(guān)系曲線是指導復合作業(yè)的重要依據(jù)，當外基管處于彈性變形向塑性變形階段過渡的拐點時，復合管進入彈性變形極限位置，此時對復合管內(nèi)腔液體的壓力進行卸載，復合管所獲得的剩余彈性勢能將#大，復合效果#好。