[發(fā)明專(zhuān)利]利用單邊缺口拉伸試驗(yàn)測(cè)量管線鋼斷裂韌性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310479327.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103604694A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洋;程鵬明;劉剛;張偉衛(wèi);李鶴;李炎華;黃呈帥;王海濤;吉玲康;池強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

1.一種利用單邊缺口拉伸試驗(yàn)測(cè)量管線鋼斷裂韌性的方法，其特征在于，包括：

制備單邊缺口拉伸試樣，通過(guò)線切割及疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法預(yù)制所述拉伸試樣裂紋；

根據(jù)所述拉伸試樣裂紋計(jì)算裂紋擴(kuò)展量；

通過(guò)繪制表征裂紋擴(kuò)展斷裂抗力的J-R曲線獲得用于表征管線鋼斷裂韌性的J積分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拉伸試樣裂紋計(jì)算裂紋擴(kuò)展量包括：

通過(guò)預(yù)制二次疲勞區(qū)或加熱氧化方法對(duì)所述拉伸試樣進(jìn)行處理并測(cè)量所述拉伸試樣的原始裂紋尺寸及擴(kuò)展后裂紋尺寸；

通過(guò)均值法計(jì)算原始裂紋尺寸a₀及擴(kuò)展后裂紋尺寸a；

根據(jù)公式△a=a-a₀計(jì)算所述裂紋擴(kuò)展量△a。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：

所述拉伸試樣的厚度B與所述拉伸試樣的寬度W的比值關(guān)系是：2≤B/W≤5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：

所述拉伸試樣的原始裂紋尺寸a₀與所述拉伸試樣的寬度W的比值關(guān)系是：0.25≤a₀/W≤0.35。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，

所述拉伸試樣進(jìn)行至少六次不同程度的拉伸，并記錄施加載荷與裂紋張開(kāi)位移的變化曲線，且至少三個(gè)試樣加載需滿足超過(guò)最高載荷點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)所述裂紋擴(kuò)展量在0.2mm-3mm之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

所述拉伸試樣是淺裂紋試樣。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述繪制表征裂紋擴(kuò)展斷裂抗力的J-R曲線中J積分的計(jì)算公式是：

J＝J_e+J_p;

其中，J_e為J積分的彈性部分，J_p為J積分的塑性部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：

Je=k2(1-v)E;]]>

Jp=ηpUpB(W-a0);]]>

其中，K—應(yīng)力強(qiáng)度因子，單位E—彈性模量，單位Pa；ν—泊松比；U_p—塑性功，單位J；

ηp=0.85×(196.719·e-BW-64.642)·(a0W)5+(-493.511·e-BW+138.837)·(a0W)4+(463.503·e-BW+106.207)·(a0W)3+(-201.862·e-BW+34.532)·(a0W)2+(39.431·e-BW-4.552)·(a0W)+(-2.064·e-BW+1.039);]]>

其中，B—試樣寬度，單位mm；W—試樣厚度，單位mm；a₀—裂紋長(zhǎng)度，單位mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)力強(qiáng)度因子K的計(jì)算公式是：

K=FBW·2tan(πa02W)cos(πa02W)·[0.752+2.02(a0W)+0.37(1-sin(a0W))];]]>

其中，K—應(yīng)力強(qiáng)度因子，單位F—施加載荷，單位N。