CN110118689A - 一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，包括四点弯曲试样本体、槽；四点弯曲试样本体是截面为矩形的板状试样，四点弯曲试样本体中间位置上加工有槽，槽在四点弯曲试样本体的宽度方向贯通四点弯曲试样本体；槽为槽底带圆弧的V形槽。四点弯曲试样本体上的槽是由原始管料经车床加工而成，槽的槽底圆弧是由V形滚轮滚压而成。四点弯曲试样本体的长是宽的5至8倍。解决了现有标准四点弯曲试样无法进行冷滚压工艺，无法完成冷滚压应力腐蚀试验的问题。

Description

一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样
技术领域
本发明涉及一种石油管，具体涉及一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样。
背景技术
自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。在含硫化氢（H2S）的水环境中，腐蚀和拉伸应力共同作用下，金属发生开裂失效这一现象称为硫化物应力开裂。暴露于含硫化氢的油田环境中金属的硫化物应力开裂，被公认为是一种材料破坏问题，甚至浓度很低的硫化氢也足以导致敏感材料的硫化物应力开裂破坏。
常用标准弯梁应力腐蚀试验进行测试，以得到在含硫化氢的水环境中，腐蚀和拉应力共同作用下，金属抗开裂破坏的数据。弯曲梁试样尺寸小巧、便于检测小的、局部区域和薄的材料，四点弯曲试验法就是其中最常用的试验检测方法。
在石油钻井中，钻杆也面临着硫化氢应力腐蚀开裂问题。钻杆接头螺纹还面临着疲劳问题，为了提高螺纹疲劳寿命，对螺纹牙底进行冷滚压，可大大提高其疲劳寿命。然而，冷滚压后硬度提高，高的硬度对硫化氢开裂又相当敏感。为了研究螺纹冷滚压工艺对硫化氢应力腐蚀开裂的影响情况，需要对螺纹冷滚压工艺后硫化氢应力腐蚀性能进行测试研究，为油田在硫化氢井中选择钻具工艺及应用提供参考指导。
常规标准四点弯曲梁试样截面为矩形的平直条带，通常用来评价材料在环境中的应力腐蚀情况。如果要考察冷滚压后材料的应力腐蚀情况，平直条带形式的四点弯曲试样上无法完成冷滚压工艺，则无法进行材料冷滚压后应力腐蚀测试试验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，用以解决现有标准四点弯曲试样无法进行冷滚压工艺，无法完成冷滚压应力腐蚀试验的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，所述试样包括四点弯曲试样本体、槽；
所述四点弯曲试样本体是截面为矩形的板状试样，四点弯曲试样本体中间位置上加工有槽，槽在四点弯曲试样本体的宽度方向贯通四点弯曲试样本体；
所述槽为槽底带圆弧的V形槽。
上述四点弯曲试样本体上的槽是由原始管料经车床加工而成，槽的槽底圆弧是由V形滚轮滚压而成。
优选的，上述V形滚轮轮底圆弧半径与槽槽底圆弧半径大小相同，V形滚轮半角为θ2，V形滚轮半角θ2比槽半角θ1小不超过5度，滚压后，槽槽深变化h范围在0.02至0.15mm之间，冷滚压影响区域深度H范围在0.5至1.5mm之间。
优选的，上述四点弯曲试样本体的长是宽的5至8倍。
优选的，上述槽半角θ1在25至50度之间，槽底圆弧半径r在0.05至1.98mm之间，槽的深度至少比冷滚压影响区域深0.3mm。
本发明具有如下优点：
本发明所设计的一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，所制备的冷滚压四点弯曲试样与普通四点弯曲试样相比，保留了试样便于取样，易于加工的特点，且本发明的试样易于加载挠度，易于测量。且试样尺寸与表面状态一致性高。保证了各种冷滚压工艺顺利进行。保证了冷滚压应力腐蚀试验的顺利完成。解决了无法对冷滚压试样进行应力腐蚀测试的技术问题，对研究冷滚压后材料的应力腐蚀具有非常重要的意义。
附图说明
图1为本发明一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样的四点弯曲试样的主视图。
图2为本发明一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样的四点弯曲试样的俯视图。
图3为本发明一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样的原始管件加工时的剖视图。
图4为本发明一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样的原始管件加工时的主视图。
图5为本发明一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样的V形滚轮加工槽的过程示意图。
图中：1、四点弯曲试样本体；2、槽；3、冷滚压区域；4、原始管料；5、滚压轮。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1-图2，一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，所述试样包括四点弯曲试样本体1、槽2；
所述四点弯曲试样本体1是截面为矩形的板状试样，四点弯曲试样本体1中间位置上加工有槽2，槽2在四点弯曲试样本体1的宽度方向贯通四点弯曲试样本体1；
所述槽2为槽底带圆弧的V形槽。
上述四点弯曲试样本体1上的槽2是由原始管料4经车床加工而成，参见图3-图5，具体实施时，从原始管料4的切割轨迹线6的位置将四点弯曲试样本体1从原始管料4上切割下来，槽2的槽底圆弧是由V形滚轮5滚压而成。
具体实施时，上述V形滚轮5轮底圆弧半径与槽2槽底圆弧半径大小相同，V形滚轮半角为θ2，V形滚轮半角θ2比槽2半角θ1小不超过5度，滚压后，槽2槽深变化h范围在0.02至0.15mm之间，冷滚压影响区域深度H范围在0.5至1.5mm之间。
具体实施时，上述四点弯曲试样本体1的长是宽的5至8倍。
具体实施时，上述槽2半角θ1在25至50度之间，槽底圆弧半径r在0.05至1.98mm之间，槽2的深度至少比冷滚压影响区域深0.3mm。
实施例1
具体应用时，四点弯曲试样本体1的长宽厚分别为120*15*4.5mm， 槽2半角θ1为30度，V形滚轮5半角θ2为25度，槽2与V形滚轮5槽底圆弧半径为0.965mm。冷滚压前后槽深变化为0.03mm， V形槽深度为1.5mm。
原始管料4外径为168mm，长度大于180mm，用V-0.038R螺纹刀片车削环形槽（2）,后用V形滚轮5按要求工艺进行槽2的槽底冷滚压处理。最后用线切割的方式经过原始管料4的切割轨迹线6从原始管料4上按尺寸取样、磨削抛光处理各线切割面及内外弧面所得。
本发明一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，所制备的冷滚压四点弯曲试样与普通四点弯曲试样相比，保留了试样便于取样，易于加工的特点，且本发明的试样易于加载挠度，易于测量。且试样尺寸与表面状态一致性高。保证了各种冷滚压工艺顺利进行。保证了冷滚压应力腐蚀试验的顺利完成。解决了无法对冷滚压试样进行应力腐蚀测试的技术问题，对研究冷滚压后材料的应力腐蚀具有非常重要的意义。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，其特征在于：所述试样包括四点弯曲试样本体（1）、槽（2）；
所述四点弯曲试样本体（1）是截面为矩形的板状试样，四点弯曲试样本体（1）中间位置上加工有槽（2），槽（2）在四点弯曲试样本体（1）的宽度方向贯通四点弯曲试样本体（1）；
所述槽（2）为槽底带圆弧的V形槽。
2.根据权利要求1所述的一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，其特征在于：所述四点弯曲试样本体（1）上的槽（2）是由原始管料（4）经车床加工而成，槽（2）的槽底圆弧是由V形滚轮（5）滚压而成。
3.根据权利要求2所述的一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，其特征在于：所述V形滚轮（5）轮底圆弧半径与槽（2）槽底圆弧半径大小相同，V形滚轮半角为θ2，V形滚轮半角θ2比槽（2）半角θ1小不超过5度，滚压后，槽（2）槽深变化h范围在0.02至0.15mm之间，冷滚压影响区域深度H范围在0.5至1.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，其特征在于：所述四点弯曲试样本体（1）的长是宽的5至8倍。
5.根据权利要求1所述的一种硫化氢试验用冷滚压四点弯曲试样，其特征在于：所述槽（2）半角θ1在25至50度之间，槽底圆弧半径r在0.05至1.98mm之间，槽（2）的深度至少比冷滚压影响区域深0.3mm。
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