[發明專利]一種用于超聲應力測量法的零應力試樣及其制備方法

在審

• 申請號: 202010108643.3
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN113295327A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李麗鋒;羅金恒;武剛;王珂;朱麗霞;吳錦強;鄒斌;徐春燕
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00;G01N29/30;G01N1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種用于超聲應力測量法的零應力試樣及其制備方法，主要步驟包括：(1)零應力試樣標定的來料選取與制取；(2)制樣與標記；(3)第一次零應力檢測；(4)確定零應力試樣消除應力退火工藝；(5)試樣消除應力退火處理；(6)第二次零應力檢測；(7)線切割進一步釋放應力；(8)第三次零應力檢測；(9)交樣封存。本發明為零應力試樣制備與標定提供了一種新的技術手段，可解決在役鋼管及板材殘余應力水平不均勻引起的超聲法應力測量高準確度零應力試樣難于加工評價的難題，可為高鋼級管線鋼超聲法應力測量提供更高精度、更大范圍代表的零應力試樣，對于規范超聲波零應力試樣制備且提高管線鋼殘余應力測試精度具有重要意義。

技術領域

本發明涉及到殘余應力測量的技術領域，具體涉及到一種用于超聲應力測量法的零應力試樣及其制備方法。

背景技術

殘余應力是管材質量控制的主要因素之一，是造成在役管道缺陷擴展失效的因素之一，是缺陷適用性評價的重要參數之一，對于在役管道以及板材，無損的測量出結構內部殘余應力具有重要意義。測量殘余應力的方法很多，但目前應用的方法局限性很大，例如小孔法準確但對工件造成破壞，X射線衍射法測量深度太低。傳統的殘余應力測量方法難以滿足管道及板材服役狀態下的應力測量，而基于聲彈性原理的超聲波法可以無損的檢測出管道內部的應力，其無損性、便攜性決定了其是測量在役管道殘余應力及工作應力最有前途的技術之一。

超聲法每次測量之前，必須有絕對零的零應力試樣給予校準，零應力試樣與絕對零的接近程度是影響超聲波法測量應力精度的主要因素之一。現有超聲法應力測量零應力試樣通常只采用退火工藝，然而對于壁厚相對較大(如壁厚大于10mm)的管線鋼或者是厚度較厚(如厚度大于10mm)的板材，即使采用嚴格的退火工藝，在冷卻階段也不可避免由于厚度散熱不均勻引起的溫度場差異，由此又帶來新的殘余應力，難于做到零應力的絕對零；現有零應力試樣加工制作無嚴格工藝流程，從原始母材取樣隨意，非批量取樣加工，對不同廠家、厚度、區域的代表性較差；現有靠退火的零應力試樣的應力釋放程度不夠。因此，開發新型零應力試樣對超聲波法應力測量與標定對于在役管道及板材完整性管理具有重要的意義。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明目的在于提供一種用于超聲應力測量法的零應力試樣及其制備方法，旨在解決鋼管殘余應力水平不均勻引起的超聲法應力測量高準確度零應力試樣難于加工評價的難題，為超聲法應力測量提供更高精度、更大范圍代表的零應力試樣，對于規范超聲波零應力試樣制備且提高殘余應力測試精度具有重要意義。

為了實現上述發明目的，采用如下技術方案：

一種用于超聲應力測量法的零應力試樣制備方法，包括如下步驟：

步驟1，選取零應力試樣的來料；

步驟2，將來料線切割為多個試樣，線切割時，沿平行材料軋制方向以及垂直材料軋制方向對來料進行線切割，線切割成長方體試樣；

步驟3，選取若干步驟2得到的試樣進行零應力檢測，對試樣進行零應力檢測時，檢測試樣上平行材料軋制方向以及垂直材料軋制方向的應力，若被檢試樣應力測量值絕對值不大于第一預設值，則以步驟2得到的試樣作為零應力試樣；若被檢試樣應力測量值絕對值大于第一預設值，則進行步驟4，將零應力檢測后的試樣作廢；

步驟4，對步驟2得到的剩余試樣進行消除應力退火；

步驟5，對步驟4得到的試樣進行零應力檢測，若被檢試樣應力測量值絕對值不大于第一預設值，則以步驟4得到的試樣作為零應力試樣；若被檢試樣應力測量值絕對值大于第一預設值不大于第二預設值，則將零應力檢測后的試樣作廢，然后進行步驟4；若被檢試樣應力測量值絕對值大于第二預設值，則將零應力檢測后的試樣作廢，然后進行步驟6；