一种确定管线钢DWTT减薄试样试验温度的方法与流程

本发明属于材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种确定管线钢dwtt减薄试样试验温度的方法。

背景技术：

dwtt试验被用于测定钢管抗裂纹扩展的能力，是石油天然气输送钢管一项重要的试验。dwtt试验已经发展了成熟的试验标准，对试验方法、试验条件、断口评定都作了规定。目前钢管行业常用的试验标准方法主要有：美国石油学会的《管线落锤撕裂试验推荐作法》(apirp5l3)、美国材料试验协会的《铁素体钢落锤撕裂标准试验方法》(astme436)、中国国家标准《铁素体钢落锤撕裂试验方法》(gb/t8363—2007)以及《输送钢管落锤撕裂试验方法》(sy/t6476—2017)。

在工业实践应用中，随着管线钢强度等级、韧性水平的提高以及钢管壁厚的增加，开展dwtt试验时需要试验机的冲击能力也逐渐升高。受设备冲击能力限制，dwtt试验面临试样需要减薄的问题。

但上述标准仅对早期管线钢进行了研究，规定了dwtt试样壁厚减薄到19mm时的试验温度降低值。随着管线钢领域的技术进步，x70/x80管线钢的显微组织转变为针状铁素体型组织，dwtt试样减薄至19mm后进行试验时，表面金属切削较多，试样不能代表全截面试样的真实状态，实际试验温度应降低的数值与上述标准规定值有较大的变化。如果仍执行上述标准时，试验结果剪切面积数值高于全壁厚试样，对厚壁钢管的试验结果有较大影响，试验结果高估了钢管的实际性能，因此试验结果经常偏危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服x70/x80管线钢的显微组织为针状铁素体型组织，当切削较多时，试样不能代表全截面试样的真实状态，对厚壁钢管的试验结果有较大影响的缺点，解决试验方法高估厚壁钢管实际性能的问题，提供一种确定管线钢dwtt减薄试样试验温度的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种确定管线钢dwtt减薄试样试验温度的方法，包括以下步骤：

1)取x70管线钢或x80管线钢作为试样，在预设温度范围内，取若干个温度点进行dwtt试验，得到不同温度下的剪切面积百分数；

将上述数据进行拟合，得到sa％-t拟合曲线；

根据sa％-t拟合曲线，得到fatt85％；

2)将所述试样进行减薄，得到一系列壁厚的试样；

取步骤2)得到试样进行dwtt试验，试验条件与步骤1)的相同，得到相应壁厚下温度与剪切面积百分数的对应值；

将上述数据分别进行拟合，得到一系列试样的sa％-t拟合曲线；

根据sa％-t拟合曲线，得到不同试样的fatt85％；

3)将步骤1)和步骤2)中任意两个试样的壁厚和fatt85％求差，得到壁厚减薄量和温度降低量；重复上述求差操作直至任意两个试样均参与求差；

将壁厚减薄量和温度降低量进行回归，得到壁厚减薄量与温度降低量的拟合曲线；

4)进行试样测试时，根据试样壁厚减薄量和步骤3)的曲线获取相应的温度降低量。

进一步的，步骤1)中选取的温度点在4个以上。

进一步的，步骤2)减薄后得到至少三个壁厚的试样。

进一步的，步骤1)中的数据拟合采用boltzmann函数进行回归。

进一步的，步骤2)中的数据拟合采用boltzmann函数进行回归。

进一步的，步骤3)中的数据拟合采用线性回归。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的确定管线钢dwtt减薄试样试验温度的方法，可以提高dwtt试样减薄后试验温度降低量的精度，在满足试验机能力的前提下，尽量减薄最少的表面金属，同时降低合适的温度进行试验，使试验样品尽可能代表全截面试样的真实状态，使试验结果更准确，更能保障具体天然气管道工程的安全，并为钢管的生产检验和技术指标的制定提供依据。

附图说明

图1为本发明实施例中步骤1)-5)得出的钢管样品的dwtt韧脆转变曲线；

图2为本发明实施例中步骤6)得出的钢管样品的dwtt韧脆转变曲线；

图3为本发明实施例的dwtt试样壁厚减薄量与试验温度降低量的关系曲线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例

钢管规格为：外径1219mm、壁厚30mm、钢级x80。

利用本发明获得dwtt减薄试样试验温度的试验步骤如下：

(1)取6组dwtt试样，试样尺寸为305*76.2*30mm，将试样分别在20℃、0℃、-5℃、-10、-20℃、-40℃、-60℃下进行试验并得到剪切面积百分数sa％，拟合得到dwtt韧脆转变曲线，见图1，获得fatt8％。壁厚为30mm的试样的fatt85％为0℃。

(2)取6组dwtt试样，试样尺寸为305*76.2*25mm，将试样分别在20℃、0℃、-5℃、-10℃、-20℃、-40℃、-60℃下进行试验并得到剪切面积百分数，拟合得到dwtt韧脆转变曲线，见图1，获得fatt85％。壁厚为25mm的试样的fatt85％为-13℃。

(3)取6组dwtt试样，试样尺寸为305*76.2*22mm，将试样分别在20℃、0℃、-5℃、-10℃、-20℃、-40℃、-60℃下进行试验并得到剪切面积百分数，拟合得到dwtt韧脆转变曲线，见图1，获得fatt85％。壁厚为22mm的试样的fatt85％为-17℃。

(4)取6组dwtt试样，试样尺寸为305*76.2*19mm，将试样分别在20℃、0℃、-5℃、-10℃、-20℃、-40℃、-60℃下进行试验并得到剪切面积百分数，拟合得到dwtt韧脆转变曲线，见图1，获得fatt85％。壁厚为19mm的试样的fatt85％为-19℃。

(6)计算得到各试样壁厚之间的相对差值δt，以及对应的韧脆转变温度之间的相对差值δt，见图2，图2为本发明实施例中步骤6)得出的钢管样品的dwtt韧脆转变曲线，结果见表1。

(7)以壁厚减薄量δt为横坐标，以温度降低量δt为纵坐标，进行线性拟合，得到试样壁厚减薄量与试验温度降低量的关系曲线，见图3。

(8)以50000j落锤试验机为例，锤锻x80管线钢的最经济厚度约25mm，按本发明的方法试样需由30mm减薄至25mm，减薄5mm，对应的试验温度应降低9℃。

表1同壁厚减薄量对应的温度降低量值

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。