技术摘要：
本发明公开了一种管道全尺寸爆破切割试验装置及试验方法，所述试验装置包括：线性聚能切割器、多个引燃装置和起爆网络，起爆网络控制线型聚能切割器的爆炸以及引燃装置的发射时间。所述试验方法包括电焊固定辅助装置、安装线性聚能切割器、安装引燃装置、领发爆炸物品  全部
背景技术：
目前，输气管道断裂控制试验通过模拟真实输气管道运行条件，采用天然气等介 质开展高压输气管道全尺寸断裂研究，真实模拟管道破裂释放的天然气爆炸后对环境产生 的  影响，完成对环境造成的灾害评估。开展这项工作的关键之一在管道初始裂纹的产生， 一般采用切割工具进行机械式管道切割，然而由于封闭管道内有高压天然气体，现有的机 械式管道切割不但不能保证操作人员安全，同时在较短时间内无法产生规定长度裂纹，在 可靠性和安全性均不能满足试验要求。还有进行全尺寸天然气爆破试验时，需通过引燃装 置将起爆后泄漏的天然气引燃，然而引燃装置无法保证在起爆后2s之内将泄漏并升至空中 的天然气气团引燃，无法保证在0～5级风速内、在小雨的情况下以及可在爆炸环境下可有 效工作。
技术实现要素：
针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种管道全尺寸爆破切割试验装置及试 验方法。 为了达到上述目的，本发明技术方案如下： 一种管道全尺寸爆破切割试验装置，包括：线性聚能切割器、多个引燃装置和起爆网 络，起爆网络控制线型聚能切割器的爆炸以及引燃装置的发射时间； 所述线性聚能切割器沿起裂管轴向安装在起裂管中心顶部12点钟位置，包括多发数码 电子雷管，每一发数码电子雷管采用中间起爆的方式进行起爆，每一发数码电子雷管中设 有控制器，控制器具有唯一ID编码，以标识每一发数码电子雷管； 所述引燃装置包括多发点火弹，点火弹包括不小于40个的点火星体； 所述起爆网络采用并联连接，包括起爆网络主机、多个起爆网络从机以及若干电缆；多 个起爆网络从机并联于起爆网络主机，起爆网络从机与数码电子雷管、引燃装置之间、以及 数码电子雷管与引燃装置之间形成双向通信。 进一步的，所述线性聚能切割器引入的贯穿型裂纹应平行于起裂管轴向。 进一步的，所述线性聚能切割器引入的贯穿型裂纹宽度应尽可能窄，以不超过 10mm为宜。 进一步的，所述线性聚能切割器引入的贯穿型裂纹长度为500mm。 进一步的，所述点火弹的质量为200~250g，垂直发射高度分为90~120  m和150~160  m两种类型。 进一步的，所述点火弹的发射位置距点火弹水平距离为50  m。 进一步的，所述点火星体的有效燃烧时间3 2~4  s，点火星体覆盖面积800  m 左右。 4 CN 111595687 A 说　明　书 2/6 页 进一步的，所述引燃装置还包括发射点火弹的发射装置，发射装置包括发射管和 发射底座，发射管相对于发射底座的角度可调。 进一步的，所述电缆为有线电缆，型号为PSVP2*2.0型，采用屏蔽双绞线。 进一步的，所述起爆网络主机分为电源开关和充电接口、从机接口、液晶显示区 域、指示灯显示区域、按键区域、按钮操作区域；起爆网络主机对起爆网络从机和数码电子 雷管控制器进行动作控制，接收相应动作执行情况进行信息处理显示，有最高处理权。 进一步的，所述起爆网络主机采用 24VDC锂亚电池和直流电源模块供电；电源模 块产生设备所需的所有直流电源；操作面板对设备进行操作，包括电源开关、在线检测按 钮、故障检测按钮、起爆按钮、查询各从机信息上下按键等；密码登陆是为安全保障设置的 一个屏障，必须输入正确密码才能登陆界面对起爆网络主机进行操作；通信接口模块实现 起爆网络主机和各起爆网络从机之间RS-485通信；处理模块是核心，实现数据处理、输入采 样、输出控制等功能；显示部分采用液晶显示模块用来直观显示用户与起爆系统交流信息。 进一步的，所述起爆网络主机连接起爆网络从机数量为1～20个。 进一步的，所述起爆网络主机到起爆网络从机最远通信距离为2000m。 进一步的，所述起爆网络从机分为电源开关和充电接口、通信接口、编号接口、数 码电子雷管接口、液晶显示区域、按键区域；电源开关控制起爆网络从机供电；由专用充电 器给起爆网络主机锂电池充电；通信接口一端与起爆网络主机连接，一端与下一起爆网络 从机连接；编号接口确定该起爆网络从机地址编号；数码电子雷管接口与数码电子雷管连 接；液晶显示区域显示相关信息；按键区域进行相应的液晶显示页面选择和设置操作。 进一步的，所述起爆网络从机设置数码电子雷管延期时间范围为0～16000ms。 进一步的，所述起爆网络从机连接雷管的数量为1～200发。 进一步的，所述起爆网络从机到雷管最远通信距离为100m。 进一步的，所述起爆网络主机和起爆网络从机内置可充电锂亚电池，电池电压实 时检测显示，低于设定值时进行告警指示。 为了保证切割在轴线上，利用光学测量和电子水平校准技术，使线性聚能切割器 的轴线和管道轴线在一个竖直面上，通过设置固定支架将线性聚能切割器固定在管道上。 针对线性聚能切割器上方需要回填土，既能保护切割器，又不影响爆炸效果，按照 需求设置了防护罩。 本发明还提供一种管道全尺寸爆破切割试验方法，所述试验方法包括以下步骤： （1）电焊固定辅助装置：将固定支架及防护罩点焊在待试验的管道上； （2）安装线性聚能切割器：采用螺丝固定方式将线性聚能切割器安装至所需切割位置， 确保聚能穴正对管道； （3）安装引燃装置：计算好引燃装置的发射距离，在距切割点50米位置安装好发射底 座，并调整发射管的发射角度； （4）领发爆炸物品：数码电子雷管和点火弹现场保管要有专人负责，严格按“爆破安全 规程”规定进行操作，确定的爆破材料品种未经主管单位批准不得任意变更调整； （5）设定延时：分别设置每发点火弹及数码电子雷管的起爆时间； （6）安装爆炸物品：按照设定的延期时间分别将点火弹安装进发射管内和将数码电子 雷管安装在线性聚能切割器内； 5 CN 111595687 A 说　明　书 3/6 页 （7）连接爆破网路：其他施工人员撤离后进行网路的连接，按设计的爆破网路线路连 接，连接方法需符合规范要求； （8）起爆：爆前现场人员、机械设备、车辆撤离现场，爆区周围设立岗哨警戒检查爆破网 路无误后，发出联络信号向指挥长报告，再进入起爆站听候指令进行起爆； （9）爆后检查：爆破完毕，爆破有关人员进入现场检查，发现问题及时安排处理，经检查 无误后，方可解除警报。 进一步的，所述起爆网络主机完成对整个爆破网络实行安全分级的远程管理。 进一步的，所述起爆过程按照安全等级划分为：在线检测、故障检测、起爆三个过 程，对每个过程网络运行状态实时检测。通过起爆网络主机可以完成对每个起爆网络从机 的参数设置和参数、工作状态查询，相应信息在人机界面汉化直观显示。 有益效果： （1）本发明采用起爆网络控制线型聚能切割器的爆炸以及引燃弹的发射时间，经过精 确计算，实现准确延时，历经多次模拟试验，测定计算了实际发射角度与高度，确定覆盖范 围及高度，实现了长时间，高低空，全空间的火焰覆盖，确保其能点燃泄露的天然气； （2）起爆网络具有两线制无极性并联网络组网双向通信的功能，可在线检测控制控制 器状态，回读并验证已设定的延期时间，精确把握工作状况；具备了高安全性、精准起爆的 系统性能，能够很容易实现和完成复杂延时爆破的网络设计； （3）数码电子雷管用精准的电子延时技术取代传统延时方法，解决传统方法延期时间 分散性和使用中的不确定性；借助现代信息技术，实现雷管应用中的灵活多变性，可在雷管 装入炮孔后编程）和可测试性；同时引入了抗静电和射频干扰，抑制杂散电流、电子隔离以 及数字化等多项技术，解决外部环境对雷管安全的影响；借助内置储能元件，减少起爆过程 中“断线”等突发事故对网络的影响； （4）采用现代电子信息技术完成雷管通信、信息处理、存储、延时起爆控制、检测功能； 能够抵御各种交、直流电源、静电、射频电的危害；提高传统雷管延期精度；合理的电路板桥 丝焊接工艺可以控制桥丝阻值一致性；提高雷管使用的安全性、可靠性；内置ID码、起爆授 权进行地域控制、追踪起爆地点；可以进行现场起爆网络在线检测、信息采集，便于管理部 门掌握爆破信息，进行雷管流向管理，适合我国雷管使用的国情和政策导向。 附图说明 图1为本发明的线性聚能切割器结构示意图； 图2为本发明的数码电子雷管的控制器结构示意图； 图3为本发明的一种发射装置结构示意图； 图4为本发明的另一种发射装置结构示意图； 图5为本发明的现场延时设置图； 图6为本发明的起爆网络分布连接图； 图7为本发明的固定支架结构示意图； 图8为本发明的防护罩结构示意图； 图9为本发明的现场平面图； 图10为本发明的现场布置示意图； 6 CN 111595687 A 说　明　书 4/6 页 图11为本发明的起爆网络连接细节图； 图12为本发明的数码电子雷管控制器起爆操作流程图。 图中，1-通信模块，2-电源模块，3-处理单元，4-起爆储能单元，5-放电模块，6-起 爆控制模块，7-桥丝，8-桥丝检测模块。