陳 松,王曉穎,馬守和,路廣平,朱斌燕,王 軍
(渤海裝備華油鋼管公司揚(yáng)州分公司,江蘇 揚(yáng)州 225000)
落錘撕裂試驗是用來表征材料韌脆特性的試驗方法,是對金屬材料進(jìn)行檢測和評判的一種重要手段。隨著我國石油天然氣管道行業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)有關(guān)落錘撕裂試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)和石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都已進(jìn)行了較大幅度的修改,增加了新內(nèi)容。SY/T 6476—2000修訂為SY/T 6476—2007;GB/T 8363—1987修訂為 GB/T 8363—2007;其中SY/T 6476—2000是依據(jù)API RP 5L3—1996制定的,在技術(shù)內(nèi)容和編寫規(guī)則上與該標(biāo)準(zhǔn)等效。筆者主要從適用范圍、試樣、試驗設(shè)備、試樣保溫、試樣結(jié)果評定及異常斷口處理等方面對標(biāo)準(zhǔn)的異同進(jìn)行了分析,并對落錘試驗機(jī)的檢定以及落錘試驗的發(fā)展前景進(jìn)行了介紹。
SY/T 6476—2007適用于輸送鋼管和制管用鋼板、板卷的落錘撕裂試驗和結(jié)果評定;SY/T 6476—2000適用于外徑不小于508 mm,鋼級不低于L360級輸送鋼管斷裂韌性的測定;GB/T 8363—2007適用于壁厚不大于40 mm的輸送鋼管或厚度為3~40 mm的鐵素體鋼、貝氏體鋼以及雙相鋼等鋼板的落錘撕裂試驗和結(jié)果評定??梢钥闯?,相比SY/T 6476—2000,新版標(biāo)準(zhǔn)刪除了對鋼管管徑和鋼級的限定,并新增了制管用鋼板、板卷的落錘撕裂試驗和結(jié)果評定。
筆者從試樣的取向、加工、尺寸及偏差、缺口幾何尺寸、試樣減薄等方面就3個標(biāo)準(zhǔn)的異同進(jìn)行了對比,結(jié)果見表1。
表1 3個標(biāo)準(zhǔn)對試樣的不同要求對比
由表1可以看出,SY/T 6476—2000僅適用于輸送鋼管,且對試樣加工要求低,長度公差較大;SY/T 6476—2007擴(kuò)大了適用范圍,該標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于輸送鋼管,而且適用于制管用鋼板或板卷,同時對試樣尺寸偏差要求更嚴(yán);而GB/T 8363—2007與SY/T 6476—2007相比僅在個別試樣尺寸偏差方面有微小差異,同時3個標(biāo)準(zhǔn)都給出了減薄試樣試驗溫度的降低量。
3個標(biāo)準(zhǔn)對試驗設(shè)備要求的主要差異對比見表2,SY/T 6476—2000和SY/T 6476—2007在試驗設(shè)備要求上并沒有變化,而GB/T 8363—2007對設(shè)備結(jié)構(gòu)形式以及錘刃和支承裝置的硬度做了要求,同時增加了對測溫儀器的一些要求。
表2 3個標(biāo)準(zhǔn)對試驗設(shè)備要求的主要差異對比
3個試驗標(biāo)準(zhǔn)對試樣保溫要求的差異見表3。筆者分別從保溫介質(zhì)、保溫時間、試樣間距和試驗時間等方面進(jìn)行了對比。
表3 3個試驗標(biāo)準(zhǔn)對試樣保溫要求的差異
從表 3可以看出,3個試驗標(biāo)準(zhǔn)中 SY/T 6476—2007中的保溫介質(zhì)既可以采用液體也可采用氣體;同時GB/T 8363—2007允許使用其他冷卻或加熱方法,但要求效果與上述冷卻方式等效。在液體介質(zhì)中,3個標(biāo)準(zhǔn)的試樣最小保溫時間的規(guī)定也有所不同,采用標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)加以區(qū)分。
3個試驗標(biāo)準(zhǔn)中對于斷口剪切面積的評定方法主要有:①采用求積儀測量剪切面積;②標(biāo)定的斷口照片與實際斷口相對比求剪切面積;③采用公式法測量剪切面積。采用求積儀測量剪切面積雖然準(zhǔn)確但時間較長,測量剪切面積較為準(zhǔn)確又快速的方法是公式法,較為常用的公式為
該測量方法在 SY/T 6476—2000和 SY/T 6476—2007中均以附錄A給出,在GB/T 8363—2007中則寫進(jìn)了8.2.4.3中,而且其增加了一種特殊斷口形貌(脆性區(qū)縱貫全斷面),公式為
針對斷口分離,3個標(biāo)準(zhǔn)都給出了明確規(guī)定,不考慮平行于表面的分離,但與表面有一定角度的分離應(yīng)予以考慮。而對于異常斷口,SY/T 6476—2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定若試樣斷口為異常斷口則判定試樣無效;相比較而言新標(biāo)準(zhǔn)增加了關(guān)于異常斷口的評定。在 SY/T 6476—2007和 GB/T 8363—2007標(biāo)準(zhǔn)中異常斷口的評定均作為標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性附錄給出。試樣的異常斷口是伴隨高鋼級管線鋼的發(fā)展出現(xiàn)的,特別是在高鋼級大壁厚的管線鋼中經(jīng)常出現(xiàn)。異常斷口的評定標(biāo)準(zhǔn)全面系統(tǒng)的闡述了異常斷口的定義、評定斷口凈截面積的確定及計算方法,并規(guī)定了壓制缺口出現(xiàn)異常斷口不合格時應(yīng)采用人字形缺口試樣重新試驗。另外,GB/T 8363—2007中增加了試驗結(jié)果的不確定度的相關(guān)內(nèi)容。
目前落錘試驗機(jī)還沒有同沖擊試驗機(jī)一樣有檢定規(guī)程或國家標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備進(jìn)行全面評價。對于落錘試驗機(jī)的評價基本根據(jù)GB/T 8363等試驗標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測量,判斷是否滿足標(biāo)準(zhǔn)的使用要求,因此需要制定落錘試驗設(shè)備檢定規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)。同時應(yīng)細(xì)化落錘試驗標(biāo)準(zhǔn),如錘擊速度測量、試驗機(jī)能量測定、不同鋼級及壁厚材料試驗時錘體高度等都需要開展大量試驗研究,以完善或補(bǔ)充落錘撕裂試驗操作,確保試驗結(jié)果的真實準(zhǔn)確。隨著管線鋼的發(fā)展,高鋼級大壁厚將成為以后發(fā)展的趨勢,落錘撕裂試驗不僅需要對剪切面積進(jìn)行評價,還會要求落錘撕裂能量值,因此示波落錘試驗機(jī)將逐步取代傳統(tǒng)落錘試驗機(jī)。
新版標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6476—2007在原有舊標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上兼顧了APIRP 5L3-96的內(nèi)容,增加了異常斷口的評定方法。與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8363—2007略有不同,這顯示出了產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的多樣性,制造廠家在使用各規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)清楚其差別并加以區(qū)分。另外,目前已在使用的新規(guī)范APISPEC 5L(45版)中將APIRP 5L3作為引用標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)中缺少關(guān)于異常斷口的評定方法,應(yīng)加以補(bǔ)充,確保新標(biāo)準(zhǔn)更好地使用。
[1]SY/T 6476—2000,輸送鋼管落錘撕裂試驗方法[S].
[2]SY/T 6476—2007,輸送鋼管落錘撕裂試驗方法[S].
[3]GB/T 8363—2007,鐵素體鋼落錘撕裂試驗方法[S].
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