[發明專利]鋼板生產現場快速檢測管線鋼包辛格效應值的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310497601.3
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103528881A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 文新理;周樂育;張朝磊;蔣波;劉雅政
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及管線鋼性能檢測領域，尤其涉及一種在鋼板生產現場快速檢測管線鋼包辛格效應值和表面裂紋敏感性的方法及裝置。

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背景技術

管線鋼是指用于制作油氣輸送管道及其他流體輸送管道的工程結構鋼，包辛格效應值和表面裂紋敏感性是管線鋼的兩項重要性能指標，但目前在鋼板生產現場這兩項指標都沒有有效檢測方法及裝置。

包辛格效應是指金屬材料進入塑性變形階段后卸載至零，再反向加載時屈服強度比原始態要低，正向加載時屈服強度比原始狀態要高的現象。包辛格效應值是指產生包辛格效應時，屈服強度的變化量。包辛格效應在管線鋼上的具體表現為管線鋼制成鋼管后屈服強度下降，隨鋼級、規格和制管工藝不同包辛格效應值可達10~100MPa。只有準確檢測出包辛格效應值，才能對管線鋼進行科學的質量設計，保證鋼板和鋼管性能的雙合格，實現管道工程質量的本質安全。在目前的工業化生產中，包辛格效應值的獲得有兩種方法，方法一：根據主觀經驗預測特定鋼級和規格管線鋼的包辛格效應值，缺乏科學性，實際操作中難免出現由于預測值不準而造成質量缺陷；方法二：將小批量產品發往鋼管廠進行制管實驗，測量制管前后屈服強度的變化量從而獲得包辛格效應值，其檢測成本15~20萬元人民幣/次，檢測周期5~10天/次，該方法缺乏經濟性和時效性，實際意義不大。

表面裂紋敏感性是指高鋼級（≥X70）管線鋼制成鋼管后外表面尤其是鋼板邊部裂紋的有無及其程度。高鋼級管線鋼因合金元素含量高、控制軋制溫度低，精軋階段容易造成鋼板邊部微裂紋，這種裂紋隱藏在表面氧化鐵皮下，很難被肉眼或表面檢測儀器發現，但往往在制管成型過程中的拉應力作用下擴展并暴露，造成批量廢品和嚴重經濟損失。目前在鋼板生產現場還沒有專門檢測表面裂紋敏感性的方法及工具。

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發明內容

本發明的目的是提供一種在鋼板生產現場快速檢測管線鋼包辛格效應值和裂紋敏感性的方法及多功能模具，克服現有技術的不足。

本發明的技術方案是：一種在鋼板生產現場快速檢測管線鋼包辛格效應值的方法，該方法利用多功能模具對粗加工的拉伸試樣和裂紋試樣同時進行沖壓變形，對變形后的拉伸試樣進行二次精加工，通過拉伸試驗檢測屈服強度R_p0.2，檢測結果經數學處理后得到包辛格效應值；利用肉眼和放大鏡檢測試樣的裂紋程度，其操作步驟如下：

1）軋制出的成品鋼板經8小時自然冷卻后，按技術協議的要求在規定板寬位置和方向取3組拉伸試樣，每組拉伸試樣在鋼板軋制方向上間隔0.5m且每組的2個拉伸試樣在鋼板上彼此相鄰，編號如下：第一組L1、L4，第二組L2?、L5，第三組L3、L6，試樣經一次粗加工后尺寸為40mm×400mm×厚度；在鋼板寬度方向的兩邊部分別切取1個裂紋試樣，將所述裂紋試樣經一次粗加工后尺寸為40mm×400mm×厚度，沿長度方向平行于軋向，保留鋼板毛邊，傳動側試樣記為Cd、工作側試樣記為Cw。

2）將L4、L5、L6?3個拉伸試樣和2個裂紋試樣上表面朝下依次排開放入多功能模具的下模內，?

3）將多功能模具的上模安裝到壓力機動力軸上，并與下模對正；

4）啟動壓力機使上模緩慢下降，直到試樣彎曲至與下模底部完全貼合并保壓10分鐘；

5）啟動壓力機使上模緩慢上升離開下模；

6）取出下模內的裂紋試樣，用肉眼和放大鏡觀察裂紋樣圓弧外側裂紋程度；

7）取出下模內的拉伸試樣，將未沖型的3個編號為L1、L2、L3拉伸試樣和沖型的3個L4、L5、L6拉伸試樣二次精加工成6個圓棒狀拉伸試樣，備用；