一种检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置制造方法
【专利摘要】一种检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，是检测钢管屈服强度的装置，解决现有装置不能正确测出钢管屈服强度的问题，其包含：内模，是倒T型模台，底部有注液口，顶部有排气口，内模上设带凹槽的弹性密封件形成腔室，管环试样安放在弹性密封件外面，注液口的注液通道出口正对腔室，排气口的排气通道起始口正对腔室上顶部；顶板，置于管环试样上方；两只半卡环，组成的圆卡环与顶板紧固；硬质链条，两端通过弹簧收紧，绑紧管环试样；引伸计，两个测量端与硬质链条的两端连接；控制器，控制注液口、排气口的开、关，计算腔室压力及引伸计的测量值。本装置中的管环试样是从钢管上截取出的管环，其测得的屈服强度试验值最接近钢管真实屈服强度的值。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及检测钢管屈服强度的装置，尤其是指一种检测钢管屈服强度的液 压胀环试验装置。 -种检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置
【背景技术】
[0002] 通常情况下，检测钢管屈服强度的手段是采用圆棒试样或板状试样进行拉伸试 验，获得定义应变量下的应力值，从而计算出屈服强度值。
[0003] 由于圆棒试样和板状试样，都是经过了再加工，试验检测的屈服强度值相比原钢 管真实屈服强度值存在不同程度的差异。但棒样不能代表钢管的全壁厚性能，并且在制作 圆棒试样期间，受机加工热量和精度的影响，会引起试样屈服强度的改变。而板状试样是使 用圆弧瓦块压平之后进行加工的，受到再次变形的包辛格效应和压平精度的影响，试样的 屈服强度会被明显改变。
[0004] 因此，在IS015363、AS1855和GB/T20568等标准中，都提出了从钢管上截取出一定 宽度的管环作为样件进行液压胀环试验获得屈服强度的要求，以使测得的屈服强度试验值 最接近钢管真实屈服强度的值。各标准中给出的管环试样型式见图3-图4所示，但又都没 有提供相应的详尽可用的试验装置。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种检测钢管屈服强度 的液压胀环试验装置，其能够对钢管上截取出的管环试样进行屈服强度检测。
[0006] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其包含：
[0008] 内模，是带有上台肩及下台肩的倒T型模台，在上台肩上部的内模上设有一个圆 形卡槽；内模底部一侧设有一个与注液开关阀连接的注液口，从注液口开始在内模内部设 有注液通道；在内模的顶部一侧设有一个与排气开关阀连接的排气口，从排气口开始在内 模内部设有排气通道；在上台肩和下台肩之间的内模上设有圆环状弹性密封件，其是一个 内环面设有至少一个凹槽的环形密封件，凹槽与内模的表面形成腔室，腔室内设有压力计； 注液通道的出口正对所述腔室，排气通道的起始口正对所述腔室上顶部；
[0009] 顶板，是圆环状板，安装在内模的上台肩上，其底部与上台肩接触，其外环面突出 于上台肩，板上设有数个螺孔；管环试样安放在内模的下台肩和顶板之间，并其内表面与弹 性密封件的外环面接触，上台肩和下台肩的间距比管环试样的高度高0. 1 - 0.2mm;
[0010] 两只半卡环，安装在内模的卡槽内，组成一个圆卡环，每个半卡环设有数个与顶板 的螺孔对应的安装孔，圆卡环与顶板分别通过安装孔与螺孔用预紧螺钉相互紧固；
[0011] 安全环，是圆环，紧密套在由两只半卡环组成的圆卡环上；
[0012] 硬质链条，其两端通过弹簧收紧，绑紧于管环试样的外表面上；
[0013] 引伸计，是测量长度变化的仪器，所述硬质链条的两端与引伸计的两个测量端连 接；
[0014] 控制器，其与所述注液开关阀，排气开关阀，压力计以及引伸计分别连接。
[0015] 所述上台肩与圆形卡槽之间的内模上设有0型圈组件，顶板的内环面与所述0型 圈组件接触。
[0016] 所述顶板两侧设有手柄。
[0017] 所述内模顶部中央位置设置吊环。
[0018] 所述安全环两侧设有提柄。
[0019] 所述硬质链条采用BS25-C206B型号的标准件链条。
[0020] 本实用新型的有益效果：
[0021] 本实用新型的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置中，测试钢管屈服强度的试 样是从钢管上截取出一定宽度的管环，该试样通过进行液压胀环试验获得屈服强度，因此， 其测得的屈服强度试验值最接近钢管真实屈服强度的值。
[0022] 为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实 用新型进行详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型试验装置的结构示意图；
[0024] 图2为图1正视右转一角度后的纵向剖视图；
[0025] 图3为图1中管环试样的型式示意图；
[0026] 图4为图3的侧视图；
[0027] 图5为图1中顶板的结构示意图；
[0028] 图6为图1中卡环的结构示意图；
[0029] 图7为图1中的弹性密封件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合实施例的附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。
[0031] 参见图1-图2,本实用新型的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置包含：
[0032] 内模1，是带有上台肩c及下台肩d的倒T型模台，其中上台肩c和下台肩d的间 距为L0 ;上台肩c上部的内模1上设有一个圆形卡槽e ;内模1底部一侧设有注液口 13,从 注液口 13开始在内模1内部设有注液通道b，所述注液口 13与一个注液开关阀(未图示） 连接；在内模1的顶部一侧设有排气口 8,从排气口 8开始在内模1内部设有排气通道a，所 述排气口 8与一个排气开关阀(未图示）连接；在上台肩c和下台肩d之间的内模1上预置 设有圆环状弹性密封件3,弹性密封件3是一个内环面设有至少一个凹槽的环形密封件(见 图7)，凹槽与内模1的表面形成腔室，腔室内设有压力计(未图示）;所述内模1内的注液通 道b的出口处于上台肩c和下台肩d之间并正对弹性密封件3的腔室，所述排气通道a的 起始口处于上台肩c和下台肩d之间并正对弹性密封件3的腔室上顶部（充分排气）；上台 肩c与圆形卡槽之间的内模1预置设有0型圈组件5 ;内模1顶部中央位置设置吊环9,可 以使整个装置方便移动与放置；
[0033] 顶板4,安装在内模1的上台肩c上，其底部与上台肩c接触，其结构参见图5,是 圆环状板，并其外环面突出于上台肩C，板上设有数个螺孔41，两侧设有手柄42,其内环面 与所述〇型圈组件5接触；管环试样2安放在内模1的下台肩d和顶板4之间，其内表面与 所述弹性密封件3的外环面接触，如图3-图4所示，管环试样2的高度为L，外径为D，壁厚 为T，通常，上台肩c和下台肩d的间距L0与管环试样的高度L之间的关系：LO=L+A，其中 Λ =0. 1 - 0. 2mm，以保证管环试样在外径法线方向的运动是自由的；
[0034] 两只半卡环6,安装在内模1的卡槽e内，组成一个圆卡环，每个半卡环6结构参见 图6,其设有数个与顶板4的螺孔41对应的安装孔61，两只半卡环6组成的圆卡环置于顶 板4的顶部，圆卡环与顶板4分别通过安装孔61与螺孔41用预紧螺钉7相互紧固，使圆卡 环约束顶板4,预紧螺栓7把半卡环6和顶板4紧固在一起，以保证两零件之间足够大的接 触面积，并与内模1 一起，使得胀环(管环试样)试验期间装置整体受力形式为内力，同时，半 卡环6嵌入到内模1的卡槽中，并与顶板4定位配合既有利于提供足够的力能支撑，也方便 拆卸；
[0035] 安全环10,是圆环，紧密套在由两只半卡环6组成的圆卡环上，可以避免圆卡环在 预紧螺栓7异常时的松动。为使用方便，安全环10两侧设有提柄101 ;
[0036] 硬质链条12,其两端通过弹簧收紧，绑紧于管环试样2的外表面上，其采用 BS25-C206B型号的标准件链条，链条的每一链接上，都安装有可自由转动动的滚子，管环试 样2膨胀时，链条两端距离变大，滚子的存在，可以有效的降低链条相对管件外表移动时候 的摩擦力，保证链条自身长度不会被拉长；
[0037] 引伸计11，测量长度变化的仪器，所述硬质链条12的两端与引伸计11的两个测 量端连接，由于硬质链条12长度视为不可变化的，当管环试样2膨胀时，链条的滚子随之转 动，逐渐拉大硬质链条两端的距离，引伸计11测量该拉大的距离；
[0038] 控制器(未图示)，其与所述注液开关阀，排气开关阀，压力计以及引伸计11分别连 接，控制注液开关阀及排气阀的开关状态，以及将引伸计11测量到的硬质链条两端拉大的 距离计算出硬质链条的周长变化，根据该周长变化及腔室内的压力计算得到管件试样2的 屈服强度数值。
[0039] 上述的装置使用时，由控制器打开注液开关阀及排气开关阀，注液口 13注入液 体，经过注液通道b流入弹性密封3的腔室内，并把腔室内的气体赶往排气通道a，经排气口 8排出内模1。当排气口 8流出液体时，关闭排气开关阀。此后，注液口 13不断提供一定流 速的液体，同时提供足够的压力，以扩大密封腔室的容积，从而推动管环试样2向外(直径 方向)胀大，硬质链条12随之转动，并把周长变化传递给引申计11。引伸计11实时测量到 管环试样2的周长(直径)变化量传送控制器，并在达到设定的屈服应变数值时，通知控制器 读取此时的液压压力，从而计算出管件试样2的屈服强度数值。
[0040] 举一个实施例：
[0041] 本实施例以X70钢级、直径323. 9mm、壁厚7. 6mm的待测钢管为例。该钢种取0. 5% 变形率时的材料强度为钢管的屈服强度。参见图3-图4,按照ISO标准取管环试样2,其高 度L=76mm，壁厚T=7. 6mm，直径D=323. 9mm。参见图2,本实施例装置中上台肩c和下台肩d 的间距 L0=L+A=76. 15mm ( Λ 取 〇· 15)。
[0042] 弹性密封件3的弹性模量为12 - 20MPa，不到管环试样弹性模量的万分之一，对所 测试屈服强度值的影响可以忽略不计。
[0043] 实施例中的链条型号为BS25-C206B，节距为19. 05mm，符合按照标准要求推算的 节距值不超过50. mm上限，滚子直径d=18. 3mm，管环试样2的外径D=323. 6mm，外圆周长 C=(D+d)X π =1074. 11mm。0.5%的周长变形量为δ =5. 37mm。这里δ的实际值，是根据管 环外径的实际值计算所得。
[0044] 各零件完成组装后，液体进入密封腔室内，充分排气之后，排气口关闭，之后继续 注入压力液体，密封腔室容积开始变大，并把管环试样2胀大。当引伸计11检测在管环外 圆周长胀大量为δ时，控制器读取此时的液压压力值Ρ。
[0045] IS015363中提供的计算公式如下： P-D
[0046] ση s =-
[0047] 其中D (管环试样直径）和T (管环试样壁厚）是管环试样2在测试前可以测量得 至IJ，在获取应变S时候的ρ值之后，代入上述公式即可得出屈服强度〇α5的检测值。
[0048] 本【技术领域】中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新 型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述 实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
【权利要求】
1. 一种检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其特征在于包含： 内模（1)，是带有上台肩（C)及下台肩（d)的倒T型模台，在上台肩（C)上部的内模（1) 上设有一个圆形卡槽（e);内模（1)底部一侧设有一个与注液开关阀连接的注液口，从注液 口开始在内模（1)内部设有注液通道（b);在内模（1)的顶部一侧设有一个与排气开关阀连 接的排气口（8)，从排气口（8)开始在内模（1)内部设有排气通道（a);在上台肩（c)和下台 肩（d)之间的内模（1)上设有圆环状弹性密封件（3)，其是一个内环面设有至少一个凹槽的 环形密封件，凹槽与内模（1)的表面形成腔室，腔室内设有压力计；注液通道（b)的出口正 对所述腔室，排气通道（a)的起始口正对所述腔室上顶部； 顶板（4)，是圆环状板，安装在内模（1)的上台肩（c)上，其底部与上台肩（c)接触，其 外环面突出于上台肩（c)，板上设有数个螺孔（41);管环试样（2)安放在内模（1)的下台肩 (d)和顶板（4)之间，并其内表面与弹性密封件（3)的外环面接触，上台肩（c)和下台肩（d) 的间距比管环试样（2)的高度高0. 1 - 0. 2mm ; 两只半卡环（6)，安装在内模（1)的卡槽（e)内，组成一个圆卡环，每个半卡环设有数个 与顶板（4)的螺孔（41)对应的安装孔（61)，圆卡环与顶板（4)分别通过安装孔（61)与螺孔 (41)用预紧螺钉（7)相互紧固； 安全环（10)，是圆环，紧密套在由两只半卡环（6)组成的圆卡环上； 硬质链条（12)，其两端通过弹簧收紧，绑紧于管环试样（2)的外表面上； 引伸计（11)，是测量长度变化的仪器，所述硬质链条（12)的两端与引伸计（11)的两个 测量端连接； 控制器，其与所述注液开关阀，排气开关阀，压力计以及引伸计（11)分别连接。
2. 如权利要求1所述的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其特征在于： 所述上台肩（c)与圆形卡槽之间的内模（1)上设有0型圈组件（5)，顶板（4)的内环面 与所述〇型圈组件（5)接触。
3. 如权利要求1或2所述的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其特征在于： 所述顶板（4 )两侧设有手柄（42 )。
4. 如权利要求1所述的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其特征在于： 所述内模（1)顶部中央位置设置吊环（9)。
5. 如权利要求1所述的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其特征在于： 所述安全环（10)两侧设有提柄（101 )。
6. 如权利要求1所述的检测钢管屈服强度的液压胀环试验装置，其特征在于： 所述硬质链条（12)采用BS25-C206B型号的标准件链条。
【文档编号】G01N3/12GK203908876SQ201420188628
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】王啸修, 赵永安, 张曙华, 徐根涛, 顾振平, 肖光成, 屈献永, 董超君 申请人:宝山钢铁股份有限公司