[發(fā)明專利]一種無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)易測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810264664.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108535107A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)五霞;潘先明;姚火能
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北新冶鋼特種鋼管有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01L5/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

本發(fā)明提供一種無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)易測(cè)量方法，該方法主要包括無(wú)縫鋼管試樣的制備和數(shù)據(jù)的測(cè)量，在制備無(wú)縫鋼管試樣時(shí)在需要測(cè)量的無(wú)縫鋼管的端部截取下一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的無(wú)縫鋼管試樣，然后通過(guò)千分尺測(cè)量無(wú)縫鋼管試樣的壁厚和外徑值，再在無(wú)縫鋼管試樣的長(zhǎng)度方向上整體切開(kāi)一個(gè)縱向切口，并重新測(cè)量具有切口的無(wú)縫鋼管試樣的外徑值，最后利用測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)殘余應(yīng)力公式的計(jì)算得出無(wú)縫鋼管試樣的殘余應(yīng)力與實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度的比值；該測(cè)量方法方法簡(jiǎn)單高效，僅利用千分尺和帶鋸就可測(cè)量，能快速準(zhǔn)確檢驗(yàn)測(cè)量無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力，適用于快速測(cè)量的作業(yè)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼管的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種測(cè)量方法，具體涉及一種無(wú)縫鋼管殘存應(yīng)力的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

殘余應(yīng)力是指在沒(méi)有對(duì)物體施加外力時(shí)，物體內(nèi)部存在的保持自相平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，它是固有應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力的一種。殘余應(yīng)力的存在，會(huì)降低材料的疲勞強(qiáng)度，影響抗擠毀強(qiáng)度，增加管體應(yīng)力腐蝕，同時(shí)材料加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)加工變形，因此，在工程機(jī)械、汽車、油氣開(kāi)采等領(lǐng)域，無(wú)縫鋼管的殘余應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度的5％。殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已形成多種方法。主要有機(jī)械測(cè)量方法和物理測(cè)量方法兩種。其中機(jī)械測(cè)量方法有盲孔法、環(huán)切法、應(yīng)片法；物理測(cè)量方法有X射線衍射法、超聲波法、磁測(cè)法和中子衍射法。物理測(cè)量方法設(shè)備投入過(guò)大，成本高，而機(jī)械測(cè)量法操作復(fù)雜，對(duì)材料具有破壞性，且測(cè)量誤差大。如盲孔法需要專用鉆孔設(shè)備，但由于精度不高，不適用于低水平殘余應(yīng)力測(cè)試；環(huán)切法是測(cè)量鋼管切開(kāi)后開(kāi)口尺寸，開(kāi)口尺寸測(cè)量誤差大，另外帶鋸厚度對(duì)開(kāi)口尺寸也有影響；應(yīng)片法是根據(jù)切開(kāi)后應(yīng)變片的讀數(shù)來(lái)測(cè)量殘余應(yīng)力，對(duì)應(yīng)變片的精度提出很高要求。

因此，需要提供一種針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)不足的改進(jìn)技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中鋼管殘存應(yīng)力測(cè)量方法中的不足，提出一種無(wú)縫鋼管殘存應(yīng)力的測(cè)量方法。本發(fā)明利用鋼管殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致鋼管變形的原理，切取一截鋼管試樣，沿縱向?qū)摴芮虚_(kāi)，測(cè)量切開(kāi)前后外徑的變化，從而計(jì)算出鋼管釋放的殘余應(yīng)力。本發(fā)明在切環(huán)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，利用鋼管切開(kāi)前后鋼管外徑尺寸變化來(lái)計(jì)算鋼管殘余應(yīng)力，本測(cè)量方法簡(jiǎn)易、測(cè)量較為準(zhǔn)確。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)易測(cè)量方法，所述無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)易測(cè)量方法包括如下步驟：

步驟一，無(wú)縫鋼管試樣的制備：在需要測(cè)量的無(wú)縫鋼管的端部截取下一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的無(wú)縫鋼管試樣，備用；

步驟二，數(shù)據(jù)的測(cè)量：

1)將所述無(wú)縫鋼管試樣的一端沿圓周方向均分為12等份，沿順時(shí)針?lè)较颍謩e測(cè)量所述無(wú)縫鋼管試樣在2點(diǎn)鐘位置、6點(diǎn)鐘位置、11點(diǎn)位置的壁厚，為S2、S6、S11，并取三個(gè)壁厚的平均值S；

2)沿順時(shí)針?lè)较颍谒鰺o(wú)縫鋼管試樣的2點(diǎn)鐘位置和8點(diǎn)鐘位置的長(zhǎng)度方向上各標(biāo)記三個(gè)點(diǎn)，并測(cè)量2點(diǎn)鐘位置和8點(diǎn)鐘位置對(duì)應(yīng)兩個(gè)點(diǎn)間的直徑值，即沿所述無(wú)縫鋼管試樣的長(zhǎng)度方向上測(cè)量三個(gè)不同位置的外徑值，分別為D1、D2、D3，并取三個(gè)外徑的平均值D；

3)沿順時(shí)針?lè)较颍谒鰺o(wú)縫鋼管試樣的11點(diǎn)鐘位置的整個(gè)長(zhǎng)度方向上劃一條縱向直線，然后沿該直線切開(kāi)一個(gè)縱向切口；并重新測(cè)量所述步驟2)中無(wú)縫鋼管試樣在2點(diǎn)鐘位置和8點(diǎn)鐘位置的長(zhǎng)度方向上所述三個(gè)不同位置的外徑值的大小，分別為D1'、D2'、D3'，并取三個(gè)外徑的平均值D'；

4)測(cè)量所述無(wú)縫鋼管試樣的屈服強(qiáng)度為Rp0.2；

步驟三，殘余應(yīng)力的計(jì)算：

所述無(wú)縫鋼管試樣的殘余應(yīng)力與實(shí)際屈服強(qiáng)度的比值為