CN112461656A - 一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，包括以下步骤：S1、试样加工，抽取至少2组试样；S2、分别测量每组试样的焊缝和基层材料的实际抗拉强度和实际屈服强度，并以焊缝的实际抗拉强度与实际屈服强度之和的一半作为焊缝的流变强度；S3、若所有试样的焊缝实际屈服强度和实际抗拉强度分别高于基层材料的规定值、且焊缝流变强度大于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半，即试样检验合格；S4、若任一组试样不合格，则试样组数加倍，并重新进行步骤S2至S3，若组数加倍后的每组试样均合格，则试样检测合格。本发明有助于检测出焊缝质量差、力学强度低的焊接耐蚀合金复合管道，防止CRA层遭受应力破坏。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气管道焊缝检测领域，具体来讲，涉及一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法。
背景技术
在油气管道输送中，耐蚀合金复合管兼有基层和复层的所有优点，并在应力腐蚀开裂敏感性的氯化物和(或)酸性环境中有较好的安全性和可靠性，是纯不锈钢钢管、铜管或其他耐腐蚀性合金管的替代产品。
研究表明，油气管道的应力腐蚀开裂往往起源于焊接接头区域，焊接成型后焊缝接头质量的好坏直接影响了管道的耐腐蚀性能。因此，为了保护焊缝区域不发生焊缝腐蚀，需保证焊缝区域(即焊接接头)具有良好的力学性能。
现有技术中，通常是将焊缝作为整体结构进行焊缝拉伸试验来检测焊接接头的力学性能是否符合标准。拉伸试验是为了测定焊接接头或焊接金属的抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率等力学性能指标，并发现试样端口中的某些缺陷。然而，对于耐蚀合金复合管来说，其材料的性质不同、焊接接头的组织和结构都很复杂，常规的拉伸试验并不能完全检测出存在焊接缺陷的管道，无法保证管道的安全可靠性。
因此，有必要研究一种能够针对耐蚀合金复合管焊缝的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够检测出焊缝质量高、抗拉强度大的焊接耐蚀合金复合管道，以防止耐腐蚀合金(CRA)层遭受应力破坏。
为了实现上述目的，本发明提供了一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，包括以下步骤：S1、对复合管进行全焊缝拉伸试样加工，抽取至少2组试样；S2、对抽取的每一组试样进行全焊缝拉伸试验，分别测量焊缝的实际抗拉强度和实际屈服强度、以及基层材料的实际抗拉强度和实际屈服强度，并以焊缝的实际抗拉强度与实际屈服强度之和的一半作为焊缝的流变强度；S3、对于每一组试样，若焊缝的实际屈服强度和实际抗拉强度分别对应高于基层材料的规定值，且焊缝的流变强度高于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半，则该组试样合格，否则该组试样不合格；S4、若每组试样均合格，则耐蚀合金复合管焊缝检测合格，若任一组试样不合格，则试样组数加倍，并重新进行步骤S2至S3，若组数加倍后的每组试样均合格，则耐蚀合金复合管焊缝检测合格，否则耐蚀合金复合管焊缝检测不合格。
在本发明的一个示例性实施例中，所述焊缝的流变强度可采用超强匹配。
在本发明的一个示例性实施例中，所述焊缝的流变强度采用超强匹配可以是指，焊缝的流变强度为最高设计温度下焊缝金属的强度，并在焊接工艺评定期间由环焊缝抽样的全焊缝拉伸试验确定。
在本发明的一个示例性实施例中，所述步骤S1中抽取的试样组数可为2～6组。
在本发明的一个示例性实施例中，所述基层材料的规定值可分别为该基层材料的最小屈服强度和最小抗拉强度。
在本发明的一个示例性实施例中，当所述试样的最高设计温度不低于100℃时，可在最高设计温度的情况下对所有试样进行所述全焊缝拉伸试验。
在本发明的一个示例性实施例中，所述该组试样不合格可包括焊缝的实际屈服强度或实际抗拉强度小于或等于基层材料的规定值，或者焊缝的流变强度小于或等于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半。
在本发明的一个示例性实施例中，所述该组试样合格可以是指，焊缝的实际屈服强度和实际抗拉强度对应地大于或等于基层材料的规定值的110％，且焊缝的流变强度大于或等于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的55％。
在本发明的一个示例性实施例中，所述复合管的管径大于DN250，则可直接使用圆管形作为试样；否则可将复合管加工成板形作为试样。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果包括：能够更全面更可靠的对最终成型的复合管焊缝进行力学性能的评价，有助于检测出焊缝质量差、力学强度低的焊接耐蚀合金复合管道，从而防止耐腐蚀合金(CRA)层遭受应力破坏。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法。
在本发明的一个示例性实施例中，一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法包括以下步骤：
S1、对复合管进行全焊缝拉伸试样加工，抽取至少2组试样。
这里，试样的加工应符合现行国家标准《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》GB/T2652的有关规定。
需要说明的是，耐蚀合金复合管包括基层材料和耐腐蚀合金(CRA)层。这里，加工的试样不包括耐腐蚀合金(CRA)层。抽取试样时应从有效焊缝金属中抽取尽可能大的圆形复合管，且抽取的试样组数可为2～6组。若复合管的管径大于DN250，则可直接使用圆管形作为试样；否则可将复合管加工成板形作为试样。例如，可抽取2组管径大于DN250的管道作为试样，每组可包括2个管径大于DN250的管道，若管径过小或无法取出试样，可将管道切割压平成板状并焊接取样。
S2、对抽取的每一组试样进行全焊缝拉伸试验，分别测量焊缝的实际抗拉强度和实际屈服强度、以及基层材料的实际抗拉强度和实际屈服强度，并以焊缝的实际抗拉强度与实际屈服强度之和的一半作为焊缝的流变强度。
这里，试样的全焊缝拉伸试验应符合现行国家标准《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》GB/T 2652的有关规定。另外，全焊缝拉伸试验中还应计算和测量延伸率和应力应变曲线。
当所述试样的最高设计温度不低于100℃时，可在最高设计温度的情况下对所有试样进行所述全焊缝拉伸试验。需要说明的是所述试样的最高设计温度高于管道内介质运行的最高工作温度，即最高设计温度是管道内介质运行的最高温度与设计的安全余量之和。
另外，需要说明的是，所述焊缝的流变强度应采用超强匹配。超强匹配在焊缝设计上指焊缝的力学强度高于母材设计的力学强度。所述焊缝的流变强度采用超强匹配是指，焊缝的流变强度为最高设计温度下焊缝金属的强度，并在焊接工艺评定期间由环焊缝抽样的全焊缝拉伸试验(AWT)确定。
流变强度可采用下式计算：
流变强度＝(σs+σb)/2
式中，σs为金属的实际屈服强度，MPa，σb为金属的实际抗拉强度，MPa。
也就是说，根据上述公式计算，焊缝的流变强度为焊缝金属的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半。
S3、对于每一组试样，若焊缝的实际屈服强度高于基层材料的规定值，焊缝的实际抗拉强度高于基层材料的规定值，且焊缝的流变强度高于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半，则该组试样合格，否则该组试样不合格。
这里，所述基层材料的规定值可分别为该基层材料的最小屈服强度和最小抗拉强度。所述该组试样不合格可包括焊缝的实际屈服强度或实际抗拉强度小于或等于基层材料的规定值，或者焊缝的流变强度小于或等于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半。
例如，所述该组试样合格可以是指，焊缝的实际屈服强度和实际抗拉强度对应地大于或等于基层材料的规定值的110％，且焊缝的流变强度大于或等于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的55％。
S4、若每组试样均合格，则耐蚀合金复合管焊缝检测合格，若任一组试样不合格，则试样组数加倍，并重新进行步骤S2至S3，若组数加倍后的每组试样均合格，则耐蚀合金复合管焊缝检测合格，否则耐蚀合金复合管焊缝检测不合格。
综上所述，本发明的优点和有益效果为能够更全面更可靠的对最终成型的复合管焊缝进行力学性能的评价，有助于检测出焊缝质量差、力学强度低的焊接耐蚀合金复合管道，从而防止耐腐蚀合金(CRA)层遭受应力破坏。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (9)
1.一种利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对复合管进行全焊缝拉伸试样加工，抽取至少2组试样；
S2、对抽取的每一组试样进行全焊缝拉伸试验，分别测量焊缝的实际抗拉强度和实际屈服强度、以及基层材料的实际抗拉强度和实际屈服强度，并以焊缝的实际抗拉强度与实际屈服强度之和的一半作为焊缝的流变强度；
S3、对于每一组试样，若焊缝的实际屈服强度和实际抗拉强度分别对应高于基层材料的规定值，且焊缝的流变强度高于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半，则该组试样合格，否则该组试样不合格；
S4、若每组试样均合格，则耐蚀合金复合管焊缝检测合格，若任一组试样不合格，则试样组数加倍，并重新进行步骤S2至S3，若组数加倍后的每组试样均合格，则耐蚀合金复合管焊缝检测合格，否则耐蚀合金复合管焊缝检测不合格。
2.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述焊缝的流变强度采用超强匹配。
3.根据权利要求2所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述焊缝的流变强度采用超强匹配是指，焊缝的流变强度为最高设计温度下焊缝金属的强度，并在焊接工艺评定期间由环焊缝抽样的全焊缝拉伸试验确定。
4.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述步骤S1中抽取的试样组数为2～6组。
5.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述基层材料的规定值分别为该基层材料的最小屈服强度和最小抗拉强度。
6.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，当所述试样的最高设计温度不低于100℃时，在最高设计温度的情况下对所有试样进行所述全焊缝拉伸试验。
7.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述该组试样不合格包括焊缝的实际屈服强度或实际抗拉强度小于或等于基层材料的规定值，或者焊缝的流变强度小于或等于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的一半。
8.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述该组试样合格是指，焊缝的实际屈服强度和实际抗拉强度对应地大于或等于基层材料的规定值的110％，且焊缝的流变强度大于或等于基层材料的实际屈服强度和实际抗拉强度之和的55％。
9.根据权利要求1所述的利用流变强度检测耐蚀合金复合管焊缝的方法，其特征在于，所述复合管的管径大于DN250，则直接使用圆管形作为试样；否则将复合管加工成板形作为试样。
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