CN102435498A - 拉脱力试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种试验方法，尤其是一种拉脱力试验方法。该方法主要包括以下步骤：加工试件；加工柱塞，将柱塞安装在管件的顶部；加工拉脱力试验夹具；进行拉脱力试验；根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定。其操作简单，成本低，使用方便，安全可靠，试验数据真实可靠，基本不存在误差，非常适用于焊接工艺的评定。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验方法，尤其是一种拉脱力试验方法。
背景技术
将管件焊接到管板的工艺过程中，有时需要对焊接后的试件进行拉脱力试验，用于对焊接工艺进行评定。而目前在现有技术中并没有明确的拉脱力试验方法用于评定管件与管板之间的焊接工艺。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种拉脱力试验方法，其操作简单，成本低，使用方便，安全可靠，试验数据真实可靠，基本不存在误差，非常适用于焊接工艺的评定。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种拉脱力试验方法，其中该方法主要包括以下步骤：
(1)加工试件：所述的试件包括管板和管件，管板呈长方体，沿管板的长度方向间隔设置至少一个通孔，管件的下端分别固定在通孔内，其中换热管的顶端高出管板的顶部表面，采用机加工方法分别加工出管板和管件；然后，将管件分别焊接在管板上的通孔内，焊接完成后对焊缝的外观进行检查；检查合格后，对管件与管板进行胀接，胀接完成后对试件进行渗透检测，通过渗透检测的试件进行下面的试验；
(2)加工柱塞，将柱塞安装在管件的顶部：所述柱塞包括柱塞头和柱塞管，柱塞管与柱塞头固定连接，柱塞头的两侧面为平面，两平面之间通过弧形面连接，柱塞头的尺寸小于管件的尺寸，采用机加工方法加工柱塞，每个管件对应一个柱塞，将柱塞管插入管件的顶部，从而将柱塞分别装入管件的上端；
(3)加工拉脱力试验夹具：所述的拉脱力试验夹具包括夹具本体，夹具本体内设有凹槽，管板设置在夹具本体的凹槽内，管件的顶部伸出夹具本体，夹具本体底部的中心位置处固定设有底部凸起，试验过程中管板被固定在拉脱力试验夹具内，该夹具采用数控切割机一次切割成型；
(4)进行拉脱力试验：首先将拉脱力试验夹具的底部凸起放置在拉力机下端夹紧装置中，拉力机下端夹紧装置施加夹紧力将底部凸起夹紧，将试件的管板插入拉脱力试验夹具的凹槽内；然后，从试件的一端开始对试件上的管件依次进行拉脱力试验：先将该管件的上部放置在拉力机上端夹紧装置中，拉力机上端夹紧装置施加夹紧力将管件夹紧，其中柱塞头的平面侧面与拉力机上端夹紧装置相平行，同时要保证被夹紧的管件的中心线与底部凸起的中心线位于同一直线上，当拉力机上端夹紧装置和下端夹紧装置分别夹紧管件和底部凸起后，拉力机带动拉力机上端夹紧装置向上运动，拉力机上端夹紧装置同时拉动管件向上运动，拉力机逐渐增大拉力，直至管件被拉力机从管板中拉出，此时对拉力机上显示的抗拉强度值进行记录，对该管件的拉脱力试验结束后，依次对试件上的其它管件进行拉脱力试验，并分别记录抗拉强度值；
(5)根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定：对记录的各管件的抗拉强度值进行比对，当管件的抗拉强度值均不小于24.3MPa时，即可判定管件的焊接工艺符合设计要求。
本发明中，所述夹具本体的顶部设置开口，开口与夹具本体内的凹槽相连通，使所述的凹槽呈倒T形。
所述对管件与管板进行胀接为将胀管器插入管件，使管件发生塑性变形，直至完全贴合在管板上，并使管板孔壁周围发生变形，然后拔出胀管器，管件发生塑性变形，而管板仍然处在弹性变形状态，管板孔壁通过弹性恢复使孔径复原，使管件与管板紧固连接。
所述夹具本体内凹槽的底部可以设置条形槽，条形槽与开口的方向平行，管件位于管板下方的伸出部分可以设置在条形槽内。
本发明的有益效果是：首先，该试验方法操作简单，成本低，使用方便，安全可靠；第二，该试验方法能够模拟管件在实际工作中受力的方向，试验测得的数据真实可靠，基本不存在误差，非常适用于焊接工艺的评定。
附图说明
图1是拉脱力试验方法的示意图；
图2是拉脱力试验方法所使用的拉脱力夹具的主视图；
图3是拉脱力夹具的俯视图；
图4是本发明中试件的俯视图；
图5是柱塞的主视图；
图6是柱塞的左视图；
图7是柱塞的俯视图。
图中：1拉脱力试验夹具；2夹具本体；3底部凸起；4拉力机下端夹紧装置；5试件；6拉力机上端夹紧装置；7柱塞；8条形槽；9开口；10管板；11换热管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是本发明中拉脱力试验方法的示意图。实际施工中，管件与管板之间通过强度焊接加胀接的方法制成，制作完成后，必须对管件与管板接头之间的焊接工艺进行评定，以确定其是否满足设计要求，上述管件包括换热管、分流管等。本实施例中的管件采用换热管，该方法包括以下步骤：
第一步，根据图纸要求加工试件。所述的试件如图1和图4所示，该试件5包括管板10和换热管11，管板10呈长方体，沿管板10的长度方向间隔设置五个通孔，换热管11分别固定在五个通孔内，其中换热管11的顶部高出管板10的顶部表面，以便于拉力机夹紧装置夹紧换热管11，换热管11的底部可以根据实际需要伸出管板10的底部表面。首先，根据图纸要求，采用机加工如开孔、导角和破口加工等工序分别加工出管板10和换热管11；然后，将换热管11分别焊接在管板10上的通孔内，焊接完成后对焊缝的外观进行检查；检查合格后，对换热管11与管板10进行胀接，即将胀管器插入换热管11，使换热管11发生塑性变形，直至完全贴合在管板10上，并使管板10孔壁周围发生变形，然后拔出胀管器，由于换热管发生的是塑性变形，而管板仍然处在弹性变形状态，扩大后的管径不能缩小，而管板孔壁则需要弹性恢复而使孔径复原，这样就可以使换热管与管板10紧固连接；胀接完成后对试件5进行渗透检测，通过渗透检测来判断试件表面是否存在开口缺陷。通过渗透检测的试件5满足了标准要求，并可以进行下面的试验。
第二步，加工柱塞，将柱塞安装在换热管的顶部。所述的柱塞如图5至图7所示，柱塞7包括柱塞头和柱塞管，柱塞管插接在换热管11的顶部，柱塞头的两侧面为平面，两平面之间通过弧形面连接，柱塞头的尺寸小于换热管的尺寸，采用机加工方法加工五个柱塞，每个换热管对应一个柱塞。通过将柱塞管插入换热管11的顶部，从而将柱塞7分别装入换热管11的上端。
第三步，加工拉脱力试验夹具。所述的夹具如图2和图3所示，该夹具包括夹具本体2，所述的夹具本体2内沿其厚度方向设置凹槽，夹具本体2的顶部设置开口9，开口9与夹具本体2内的凹槽相连通，使所述的凹槽呈倒T形，该形状的凹槽便于放置试件5，试件5中换热管11的上部穿过开口9伸出夹具本体2，试件5的管板10设置在凹槽内，从而在试验过程中将试件5固定在夹具本体2的凹槽内，夹具本体2内凹槽的底部设置条形槽8，条形槽8与开口9的方向平行，换热管11位于管板10下方的伸出部分可以设置在条形槽8内，夹具本体2底部的中心位置处固定设有底部凸起2。该夹具由碳素结构钢的钢板加工而成，所选用的钢板的厚度一般根据被拉换热管的截面积来确定。加工时采用数控切割机一次切割成型，该夹具的许用拉力远远大于换热管的许用拉力，确保了试验过程中的安全，提高了夹具的使用安全系数。
第四步，进行拉脱力试验：如图1所示，试验时首先将拉脱力试验夹具1中的底部凸起3放置在拉力机下端夹紧装置4中，拉力机下端夹紧装置4施加夹紧力将底部凸起3夹紧，将试件2插入拉脱力试验夹具1内；然后，从试件2的一端开始对试件2上的换热管11依次进行拉脱力试验：先将该换热管11的上部放置在拉力机上端夹紧装置5中，拉力机上端夹紧装置5施加夹紧力将换热管11夹紧，其中柱塞头的平面侧面与拉力机上端夹紧装置5相平行，这样可以避免拉力机上端夹紧装置5在未夹住换热管时先夹住柱塞，同时要保证被夹紧的换热管11的中心线与底部凸起3的中心线位于同一直线上，以保证拉脱力试验的准确性。当拉力机上端夹紧装置5和下端夹紧装置4分别夹紧换热管11和底部凸起3后，开始拉脱试验，拉力机带动拉力机上端夹紧装置5向上运动，由于换热管11的上端被拉力机上端夹紧装置夹紧，同时管板10固定在拉脱力夹具1内，因此拉力机上端夹紧装置5也同时拉动换热管向上运动，拉力机逐渐增大拉力，直至换热管11被拉力机从管板10中拉出，此时对拉力机上显示的抗拉强度值进行记录。对该换热管的拉脱力试验结束后，依次对试件2上的其它换热管11进行拉脱力试验，并分别记录抗拉强度值。
第五步，根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定：对记录的各换热管的抗拉强度值进行比对，当换热管的抗拉强度值均不小于24.3MPa时，即可判定换热管的焊接工艺符合设计要求。
本发明中，在管板上设置的孔不限于5个，也可以为其它数量，管板上设置的孔的个数主要根据实际试验过程中所需要试验的换热管的数量来确定。所述的管件也可以为分流管、对流管等用于焊接工艺的管件。
Claims (4)
1.一种拉脱力试验方法，其特征在于该方法主要包括以下步骤：
(1)加工试件：所述的试件包括管板和管件，管板呈长方体，沿管板的长度方向间隔设置至少一个通孔，管件的下端分别固定在通孔内，管件的顶端高出管板的顶部表面，采用机加工方法分别加工出管板和管件；然后，将管件分别焊接在管板上的通孔内，焊接完成后对焊缝的外观进行检查；检查合格后，对管件与管板进行胀接，胀接完成后对试件进行渗透检测，通过渗透检测的试件进行下面的试验；
(2)加工柱塞，将柱塞安装在管件的顶部：所述柱塞包括柱塞头和柱塞管，柱塞管与柱塞头固定连接，柱塞头的两侧面为平面，两平面之间通过弧形面连接，柱塞头的尺寸小于管件的尺寸，采用机加工方法加工柱塞，每个管件对应一个柱塞，将柱塞管插入管件的顶部，从而将柱塞分别装入管件的上端；
(3)加工拉脱力试验夹具：所述的拉脱力试验夹具包括夹具本体，夹具本体内设有凹槽，管板设置在夹具本体的凹槽内，管件的顶部伸出夹具本体，夹具本体底部的中心位置处固定设有底部凸起，试验过程中管板被固定在拉脱力试验夹具内，该夹具采用数控切割机一次切割成型；
(4)进行拉脱力试验：首先将拉脱力试验夹具的底部凸起放置在拉力机下端夹紧装置中，拉力机下端夹紧装置施加夹紧力将底部凸起夹紧，将试件的管板插入拉脱力试验夹具的凹槽内；然后，从试件的一端开始对试件上的管件依次进行拉脱力试验：先将该管件的上部放置在拉力机上端夹紧装置中，拉力机上端夹紧装置施加夹紧力将管件夹紧，其中柱塞头的平面侧面与拉力机上端夹紧装置相平行，同时要保证被夹紧的管件的中心线与底部凸起的中心线位于同一直线上，当拉力机上端夹紧装置和下端夹紧装置分别夹紧管件和底部凸起后，拉力机带动拉力机上端夹紧装置向上运动，拉力机上端夹紧装置同时拉动管件向上运动，拉力机逐渐增大拉力，直至管件被拉力机从管板中拉出，此时对拉力机上显示的抗拉强度值进行记录，对该管件的拉脱力试验结束后，依次对试件上的其它管件进行拉脱力试验，并分别记录抗拉强度值；
(5)根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定：对记录的各管件的抗拉强度值进行比对，当管件的抗拉强度值均不小于24.3MPa时，即可判定管件的焊接工艺符合设计要求。
2.根据权利要求1所述的拉脱力试验方法，其特征在于：所述夹具本体的顶部设置开口，开口与夹具本体内的凹槽相连通，使所述的凹槽呈倒T形。
3.根据权利要求1所述的拉脱力试验方法，其特征在于所述对管件与管板进行胀接为将胀管器插入管件，使管件发生塑性变形，直至完全贴合在管板上，并使管板孔壁周围发生变形，然后拔出胀管器，管件发生塑性变形，而管板仍然处在弹性变形状态，管板孔壁通过弹性恢复使孔径复原，从而使管件与管板紧固连接。
4.根据权利要求1或2所述的拉脱力试验方法，其特征在于：所述夹具本体内凹槽的底部设置条形槽，条形槽与开口的方向平行。
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