專利名稱：一種鋼管落錘撕裂試驗異常斷口評價方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高鋼級管線鋼和鋼管落錘撕裂試驗斷口評價方法，特別是提出了異常斷口的評價方法，用于高鋼級管線鋼和鋼管的質量控制與驗收評價。
背景技術：
為了改善Charpy沖擊試驗評價材料韌性及韌脆轉化趨勢的局限性，國際上發(fā)展了用全壁厚落錘撕裂試驗(DWTT)進行材料韌性及韌脆轉化趨勢的方法。并建立了管線鋼和船板落錘撕裂試驗方法標準，在其質量控制和驗收評價中得到了廣泛應用。但是，隨著高強度管線鋼的發(fā)展和應用，DWTT實驗中經(jīng)常出現(xiàn)異常斷口問題。所謂異常脆性斷口，就是試樣在缺口根部以韌性起裂，在隨后的斷裂擴展中，斷裂的形式由韌性轉變?yōu)榇嘈缘囊环N斷口形式，且這種脆性區(qū)常集中出現(xiàn)在斷口的錘擊側及附近區(qū)域。API RP 5L3規(guī)定，當DWTT出現(xiàn)異常脆性斷口，試樣應判為無效，復驗時，可選擇采用人字形缺口(Chevron Notch)試樣。但是，復驗中人字形缺口試樣依然不能完全避免異常脆性斷口的反復出現(xiàn)，標準對此也沒有進一步的描述和規(guī)定，這就給高強度、高韌性管線鋼實際生產(chǎn)中的檢驗、評判造成一定的困難。近年來，隨著高強度高韌性管線鋼的廣泛應用， 在DWTT異常脆性斷口的產(chǎn)生、影響因素和評判方法等方面，開展了一些研究工作。但到目前為止，仍沒有公認和可靠的判定準則。隨著我國重大管線建設的進行，高鋼級大口徑高壓輸氣管線鋼和鋼管的鋼級和璧厚逐漸增加，DWTT異常斷口更是頻繁出現(xiàn)。對DWTT異常脆性斷口進行深入研究，合理評判異常斷口、準確反映材料的韌脆性斷裂行為，對高鋼級管線鋼的發(fā)展應用，特別是保證管線的安全具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高鋼級管線鋼和鋼管落錘撕裂試驗異常斷口評價方法， 滿足高鋼級管線鋼和鋼管質量控制與驗收評價需要，推動高鋼級管線鋼和鋼管的發(fā)展應用。在大量落錘撕裂試驗斷口搜集、統(tǒng)計、整理和分析的基礎上，對落錘撕裂試驗斷口進行分類。同時，綜合分析研究了影響異常斷口產(chǎn)生的原因實驗過程中錘頭對試樣大能量的撞擊使材料在錘擊側附近于斷裂擴展到達之前經(jīng)受大的塑性變形及應力狀態(tài)的變化，弓丨起應變硬化，使材料變脆，改變了錘擊側區(qū)域斷裂的斷口特征。異常脆性的形成是落錘試驗載荷性質和材料品質綜合作用的結果，前者為異常脆性斷口的形成提供了外部條件，后者即材料的品質是試樣形成異常脆性的內部原因，對異常斷口的形成有決定性的作用。本發(fā)明所述的一種鋼管落錘撕裂試驗斷口評價方法，要點如下1.管線鋼和鋼管落錘撕裂試驗斷口分類1)根據(jù)起裂區(qū)的特征，分為正常斷口和異常斷口。2)依據(jù)落錘撕裂試驗宏觀斷口上裂紋起源及擴展的特征，將斷口分為四大類第一類斷口，韌性起裂、韌性發(fā)展；第二類斷口，韌性起裂、擴展中伴有脆性特征；第三類斷口，脆性起裂、韌性和脆性混合擴展；第四類斷口，脆性起裂、脆性發(fā)展。這四類斷口反映了材料的韌性依次下降。2.管線鋼和鋼管落錘撕裂試驗異常斷口分類(1)鋼管落錘撕裂試驗異常斷口分類根據(jù)異常斷口中脆性區(qū)的分布特征，將異常斷口分為四種情況第I種異常脆性斷口，脆性區(qū)分布在錘擊側1個壁厚范圍內；第II種異常脆性斷口，脆性區(qū)在錘擊側，分布超出一個壁厚范圍；第III種異常脆性斷口，脆性區(qū)分布在斷口韌帶中部，從錘擊側算起超過斷裂韌帶的中線；第IV種異常脆性斷口，脆性區(qū)出現(xiàn)的更早，距缺口的最近距離小于1個
壁厚；(2)鋼管落錘撕裂試驗異常斷口的評判出現(xiàn)異常斷口的試樣，應作為有效試樣，并按下述方法進行評定1)評判區(qū)域，將從缺口根部和錘擊側分別扣除一個壁厚，壁厚大于19mm的只扣除 19mm，所剩區(qū)域定為斷口的有效評判區(qū)；脆性面積的大小，按有效評判區(qū)內的實際面積進行計算。2)評判區(qū)域，將從缺口根部和錘擊側各扣一個壁厚，壁厚大于19mm的只扣除 19mm，剩余面積為評判區(qū)域；脆性面積的計算，在評判區(qū)域內，a)當孤立的脆性區(qū)分布不超過從錘擊側算起的 25mm范圍時，可忽略不計，超過時評判區(qū)域內的脆性區(qū)面積全部計算在內；b)其余脆性區(qū)按有效評判區(qū)內的實際面積進行計算。3)評判區(qū)域，在錘擊側扣除1. 5倍壁厚、缺口根部扣除5mm，剩余面積為評判區(qū)域；脆性面積的計算，所有在評判區(qū)域內的脆性區(qū)均按實際面積計算，不連續(xù)的區(qū)域先獨立計算，再累加。4)評判區(qū)域，將從缺口根部和錘擊側各扣一個壁厚(壁厚大于19mm的只扣除 19mm)，剩余面積為評判區(qū)域；順沿斷裂擴展方向，將斷口厚度有明顯增大處之后區(qū)域里的脆性面積忽略不計， 其余脆性區(qū)按有效評判區(qū)內的實際面積進行計算。5)評判區(qū)域，在錘擊側扣除1. 5倍壁厚、缺口根部扣除5mm或不扣除，剩余面積為評判區(qū)域；脆性面積的計算，所有在評判區(qū)域內的脆性區(qū)均按實際面積計算，不連續(xù)的區(qū)域先獨立計算，再累加，其中斷口中部的三角形脆性區(qū)的面積要乘系數(shù)0. 5。本發(fā)明提出了高鋼級大口徑高壓輸氣管線鋼和鋼管落錘撕裂試驗斷口分類和異常斷口評判方法，解決了異常斷口評判難題，滿足了高鋼級管線鋼和鋼管質量控制與驗收評價的需要。
具體實施例方式按以上五種方法，對四種典型的異常斷口進行評判，結果見表1。表1實際斷口評判結果(％ )
權利要求
1. 一種鋼管落錘撕裂試驗異常斷口評價方法，其特征在于(1)鋼管落錘撕裂試驗異常斷口分類根據(jù)異常斷口中脆性區(qū)的分布特征，將異常斷口分為四種情況第I種異常脆性斷口， 脆性區(qū)分布在錘擊側1個壁厚范圍內；第II種異常脆性斷口，脆性區(qū)在錘擊側，分布超出一個壁厚范圍；第III種異常脆性斷口，脆性區(qū)分布在斷口韌帶中部，從錘擊側算起超過斷裂韌帶的中線；第IV種異常脆性斷口，脆性區(qū)出現(xiàn)的更早，距缺口的最近距離小于1個壁厚；(2)鋼管落錘撕裂試驗試驗異常斷口的評判出現(xiàn)異常斷口的試樣，應作為有效試樣，并按下述方法進行評定1)評判區(qū)域，將從缺口根部和錘擊側分別扣除一個壁厚，壁厚大于19mm的只扣除 19mm，所剩區(qū)域定為斷口的有效評判區(qū)；脆性面積的大小，按有效評判區(qū)內的實際面積進行計算；2)評判區(qū)域，將從缺口根部和錘擊側各扣一個壁厚，壁厚大于19mm的只扣除19mm，剩余面積為評判區(qū)域；脆性面積的計算，在評判區(qū)域內，a)當孤立的脆性區(qū)分布不超過從錘擊側算起的25mm 范圍時，可忽略不計，超過時評判區(qū)域內的脆性區(qū)面積全部計算在內；b)其余脆性區(qū)按有效評判區(qū)內的實際面積進行計算；3)評判區(qū)域，在錘擊側扣除1.5倍壁厚、缺口根部扣除5mm，剩余面積為評判區(qū)域；脆性面積的計算，所有在評判區(qū)域內的脆性區(qū)均按實際面積計算，不連續(xù)的區(qū)域先獨立計算，再累加；4)評判區(qū)域，將從缺口根部和錘擊側各扣一個壁厚(壁厚大于19mm的只扣除19mm)， 剩余面積為評判區(qū)域；順沿斷裂擴展方向，將斷口厚度有明顯增大處之后區(qū)域里的脆性面積忽略不計，其余脆性區(qū)按有效評判區(qū)內的實際面積進行計算；5)評判區(qū)域，在錘擊側扣除1.5倍壁厚、缺口根部扣除5mm或不扣除，剩余面積為評判區(qū)域；脆性面積的計算，所有在評判區(qū)域內的脆性區(qū)均按實際面積計算，不連續(xù)的區(qū)域先獨立計算，再累加，其中斷口中部的三角形脆性區(qū)的面積要乘系數(shù)0.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼管落錘撕裂試驗異常斷口評價方法；根據(jù)異常斷口中脆性區(qū)的分布特征，將異常斷口分為四種情況第I種異常脆性斷口，脆性區(qū)分布在錘擊側1個壁厚范圍內；第II種異常脆性斷口，脆性區(qū)在錘擊側，分布超出一個壁厚范圍；第III種異常脆性斷口，脆性區(qū)分布在斷口韌帶中部，從錘擊側算起超過斷裂韌帶的中線；第Ⅳ種異常脆性斷口，脆性區(qū)出現(xiàn)的更早，距缺口的最近距離小于1個壁厚；本發(fā)明提出了高鋼級大口徑高壓輸氣管線鋼和鋼管落錘撕裂試驗斷口分類和異常斷口評判方法，解決了異常斷口評判難題，滿足了高鋼級管線鋼和鋼管質量控制與驗收評價的需要。
文檔編號G01N3/303GK102466600SQ20101055058
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權日2010年11月18日
發(fā)明者馮耀榮, 柴惠芬, 郭生武, 陳宏達 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所