專利名稱：一種夏比沖擊試樣的加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及材料性能測試方法技術領域，特別涉及一種在確定的位置加工缺口的夏比沖擊試樣的加工方法。
背景技術：
世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展對石油天然氣的需求與日俱增，作為石油天然氣最為經(jīng)濟和安全的輸送方式，管道輸送在近40年得到巨大的發(fā)展。然而，管道在服役期間可能會因為腐蝕、機械損傷、地質(zhì)災害等因素造成各種損傷，還可能存在施工和材料缺陷，嚴重的損傷和缺陷會引起管線的泄漏和開裂。具統(tǒng)計分析，因施工和材料缺陷導致的失效事故占全球管道失效事故的19.13%，位于第二位。對于焊接鋼管而言，焊縫是整個鋼管的薄弱環(huán)節(jié)，鋼管容易從焊縫位置失效。焊縫融合線則是焊接金屬與鋼管基體結(jié)合的交界處，是焊縫更容易發(fā)生失效的地方。因此，融合線處材料的韌性值對評估鋼管安全性能尤為重要。工程上所涉及和應用的韌性測試試驗方法有夏比沖擊試驗、落體試驗、落體撕裂試驗、動力撕裂試驗、寬板試驗等。夏比沖擊試驗則是制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣，使其具有U形缺口或V形缺口(對重要結(jié)構(gòu)的材料近年來趨向于采用更能反映缺口效應的V形缺口試樣做沖擊試驗)，在夏比沖擊試驗機上處于簡支梁狀態(tài)，以試驗機舉起的擺錘作一次沖擊，使試樣沿缺口沖斷，用折斷時擺錘重新升起高度差計算試樣的吸收功。夏比沖擊試驗由于其試樣加工簡便、試驗時間短，試驗數(shù)據(jù)對材料組織結(jié)構(gòu)、冶金缺陷等敏感的特點，已成為一種常用的評定金屬材料韌性指標的動態(tài)試驗方法。而影響金屬材料夏比沖擊試驗結(jié)果的因素很多，主要的因素有材料、試樣的加工制作、測量的儀器和設備、人員的操作、試驗結(jié)果評定等。其中，試樣缺口的加工位置對試驗結(jié)果有很大影響，若缺口定位不準確，試驗結(jié)果則不能準確反映測試材料的實際韌性水平。目前國內(nèi)外形成的關于夏比沖擊試驗方法及試樣加工的標準有GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》和IS0148-2006《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗》。GB/T9711-2011《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》和API5L《管線鋼規(guī)范》中對焊縫和HAZ (熱影響區(qū))夏比沖擊試樣缺口加工位置進行了規(guī)定。由于埋弧焊焊縫融合線具有形狀不規(guī)則、非常狹窄等特點，使得難以得到融合線處的夏比沖擊功，并且，現(xiàn)有標準中未涉及確定埋弧焊焊縫融合線處夏比沖擊試樣缺口加工位置的方法。而且，埋弧焊焊縫、熱影響區(qū)的夏比沖擊功也不能直接反映融合線處材料的韌性水平。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有試驗及試樣加工標準不適用于管線鋼埋弧焊焊縫融合線處材料夏比沖擊功測試的問題，本發(fā)明提出了一種在確定位置加工缺口的夏比沖擊試樣加工方法。本發(fā)明提供的夏比沖擊試樣加工方法包括以下步驟:從夏比沖擊試樣雛形的內(nèi)焊縫融合線與內(nèi)表面交界處開始，在鋼管表面向焊縫中心線偏移Imm的位置做記號，以所述記號處為起點，沿垂直于所述雛形的長度方向加工缺口，使得所述缺口軸線垂直于鋼管表面。本發(fā)明提供的夏比沖擊試樣的加工方法解決了管線鋼埋弧焊焊縫融合線處夏比沖擊試樣缺口加工位置的問題，填補了在埋弧焊焊縫融合線處測試夏比沖擊功的空白，進而能夠得到管線鋼薄弱環(huán)節(jié)處材料的斷裂韌性，從而可以進行管線鋼薄弱環(huán)節(jié)處的安全評估。本發(fā)明對材料性能測試、管線鋼安全評估及失效分析等工程應用有重要意義。


圖1為本發(fā)明實施例提供的夏比沖擊試樣加工方法的示意圖。
具體實施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。參見附圖1，本發(fā)明提供的夏比沖擊試樣的加工方法包括以下步驟:從夏比沖擊試樣雛形I的內(nèi)焊縫融合線2與內(nèi)表面3交界處A開始，在鋼管表面向焊縫中心線偏移Imm的位置做記號B，以記號B處為起點，沿垂直于雛形I的長度方向加工缺口，使得缺口軸線垂直于鋼管表面。圖1中的標號4即為該夏比沖擊試樣缺口中心線。其中，作為沿垂直于雛形I的長度方向加工缺口的方法的一種具體實現(xiàn)方式，沿垂直于雛形I的長度方向加工缺口的方法可以如下:對夏比沖擊試樣雛形I進行腐蝕，在腐蝕過程中形成腐蝕面，使得腐蝕面垂直于鋼管表面。其中，在制作夏比沖擊試樣雛形I時，可以保持鋼管表面的焊縫處于夏比沖擊試樣雛形I的中心處，更有利于對缺口進行加工。其中，夏比沖擊試樣雛形I的規(guī)格可以為90X 10X 10mm，從而使夏比沖擊試樣雛形I整齊劃一，并且為加工好缺口的夏比沖擊試樣雛形I進一步加工成規(guī)格為55 X 10 X IOmm的標準夏比沖擊試樣尺寸留有加工余量。其中，夏比沖擊試樣的加工方法還包括將加工好缺口的夏比沖擊試樣雛形I試樣按照規(guī)格為55 X IOX IOmm的標準夏比沖擊試樣尺寸進行切割的步驟。由于焊縫晶粒比熱影響區(qū)(細晶區(qū))晶粒粗大，導致埋弧焊焊縫的夏比沖擊功較熱影響區(qū)偏低，而融合線是焊縫的薄弱環(huán)節(jié)，其夏比沖擊功應低于焊縫。為了證明本發(fā)明提供的的夏比沖擊試樣加工方法所得到的沖擊試樣能夠準確測量埋弧焊焊縫融合線處的夏比沖擊功，進而得到焊接材料薄弱環(huán)節(jié)(融合線)處的斷裂韌性值，依據(jù)標準GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》對管線鋼埋弧焊焊縫、熱影響區(qū)、融合線進行夏比沖擊試驗。其中，焊縫和熱影響區(qū)的夏比沖擊試樣尺寸及缺口位置按照標準GB/T9711-2011《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》中具體要求進行加工，融合線的夏比沖擊試樣尺寸及缺口位置按照本發(fā)明中的加工方法進行加工。表I顯示的是夏比沖擊試驗的測試結(jié)果，從表I可以看出，埋弧焊焊縫的沖擊功低于熱影響區(qū)，而融合線的夏比沖擊功及剪切面積均低于焊縫，實際測試結(jié)果與理論相符。將沖擊功的值轉(zhuǎn)換成斷裂韌性值，即可以得到焊接材料薄弱環(huán)節(jié)(融合線)處的斷裂韌性值。表I夏比沖擊試驗結(jié)果
權利要求
1.一種夏比沖擊試樣的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 從夏比沖擊試樣雛形的內(nèi)焊縫融合線與內(nèi)表面交界處開始，在鋼管表面向焊縫中心線偏移1_的位置做記號，以所述記號處為起點，沿垂直于所述雛形的長度方向加工缺口，使得所述缺口軸線垂直于鋼管表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的夏比沖擊試樣的加工方法，其特征在于，沿垂直于所述雛形的長度方向加工缺口的方法如下:對夏比沖擊試樣雛形進行腐蝕，在所述腐蝕過程中形成腐蝕面，使得所述腐蝕面垂直于鋼管表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的夏比沖擊試樣的加工方法，其特征在于，在制作所述夏比沖擊試樣雛形時，應保持鋼管表面的焊縫處于所述夏比沖擊試樣雛形的中心處。
4.根據(jù)權利要求1所述的夏比沖擊試樣的加工方法，其特征在于，所述夏比沖擊試樣雛形的規(guī)格為90X10X10mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的夏比沖擊試樣的加工方法，其特征在于，還包括將加工好缺口的夏比沖擊試樣雛形試樣按照55 X IOX IOmm的規(guī)格進行切割的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在確定的位置加工缺口的夏比沖擊試樣的加工方法，屬于材料性能測試方法技術領域。該方法包括以下步驟從夏比沖擊試樣雛形的內(nèi)焊縫融合線與內(nèi)表面交界處開始，在鋼管表面向焊縫中心線偏移1mm的位置做記號，以記號處為起點，沿垂直于雛形的長度方向加工缺口，使得缺口軸線垂直于鋼管表面。該夏比沖擊試樣的加工方法解決了管線鋼埋弧焊焊縫融合線處夏比沖擊試樣缺口加工位置的問題，填補了在埋弧焊焊縫融合線處測試夏比沖擊功的空白，進而能夠得到管線鋼薄弱環(huán)節(jié)處材料的斷裂韌性，從而可以進行管線鋼薄弱環(huán)節(jié)處的安全評估。本發(fā)明對材料性能測試、管線鋼安全評估及失效分析等工程應用有重要意義。
文檔編號G01N1/28GK103196715SQ201310070828
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權日2013年3月6日
發(fā)明者張良, 馮耀榮, 羅金恒, 張廣利 申請人:中國石油天然氣集團公司