CN114813332B - 一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，管线钢管环焊接头弯曲应变装置与弯曲试样、合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测、凹陷度与侧膨胀率对于合格弯曲试样厚度的修正和基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系。本发明突破了母材化学成分调整、焊接工艺优化以及焊后热处理等控制接头软化的高成本技术路线，符合合于使用性要求的环焊接头，即使存在一定程度的局部软化，对结构整体安全没有不利影响，体现出显著进步。
Description
技术领域
本发明涉及焊接使用评价方法技术领域，更具体地说涉及一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法。
背景技术
焊接是一个典型的非平衡加热与非均匀冷却过程，焊缝金属从液态开始凝固并发生整体固态相变，能够得到相对均匀的微观组织。然而，焊接HAZ区域由于距离焊接熔池的远近不同，导致冷却过程中温度变化非常复杂，并形成具有一定梯度的非均匀组织区域。例如：一般的轧制态低合金高强钢，从焊接熔合线位置向外，HAZ区域依次为熔合区(固液两相区)、过热区(粗晶区)、细晶区(正火区或完全重结晶区)、临界区(不完全重结晶区)、亚临界区(再结晶区)。HAZ的每个亚区域可能很窄，但是组织类型和性能完全不同，在各种复杂的服役环境中有可能成为优先失效的起源。在位于相变温度Ac1以下终轧温度以上的亚临界区，轧制状态的母材金属发生回复与再结晶。尽管组织类型没有变化，但晶内亚结构和位错形态发生变化，将导致钢材原始状态下轧制形变强化作用减弱或消失，宏观上表现为一定程度的软化。对于高强调质钢，在焊接热循环峰值温度高于原始回火温度的HAZ区域，也会出现接头软化。其它的，比如形变强化的铝合金，焊后HAZ软化更加严重，如果不进行焊后热处理，接头强度则难以满足使用要求。
近年来，各个工业领域均有服役中的结构因为焊接接头软化而导致的失效案例发生。例如：在油气输送管线领域，北美和澳洲先后发生过因为接头强度失配以及HAZ软化造成的不可预见纵向应变服役环境中的断裂。裂纹一般起源于焊趾区域，并向焊缝金属或HAZ软化区扩展，从断口特征来看，属于明显的韧窝状延性断裂。尽管没有造成灾难性事故，但经济损失和社会负面影响不可忽视。焊后接头软化是结构钢材料不可避免的固有特征，但并非所有的软化都会造成致命的危害，如果软化程度不严重，加之在服役过程拉伸应变作用下的形变强化(硬化)作用，焊后接头软化可能不会对整体焊接结构的服役造成不利影响。所以，对重要结构特别是承受拉伸应变的焊接结构进行接头软化的合于使用性评价非常必要。
石油天然气输送管线一般位于远离城市和人口聚集区的野外。地形地貌与气候环境复杂苛刻，特别是在地壳变动频繁、地质灾害多发、海拔高度变化大的区域，管道环焊接头将面临不可预见的纵向拉伸载荷，由于接头软化造成潜在失效的概率增加。近年来，管线钢管化学成分设计与制造也在发生变革，随着产线轧制与在线冷却装备与工艺能力的提升，通过降低合金元素并增加轧制压缩比保证管线钢性能成为主流趋势。尽管在成熟稳定的工艺控制条件下，管线钢母材微观组织得到充分细化，整体性能均匀稳定，但增加了焊接热循环后亚临界热影响区软化的倾向。如何评价管线管环缝焊接焊后软化及其潜在拉伸应变条件下的合于使用性，是当前亟待解决的问题。
当前，已有一些涉及钢材与其它金属材料焊后接头软化的专利文献。比如：申请号201280061292.9公开了一种大热输入焊接用钢材、申请号200610160565.1公开了一种焊接热影响区的韧性优异、软化小的厚钢板、申请号200380107477.X公开了一种焊接热影响区的耐软化性优良且扩孔玩边性好的高强度钢板及其制造方法。这些技术均通过钢材化学成分的优化设计、特别是合金元素对焊接热循环后接头软化的抑制作用，能够实现焊后接头抗软化的目的，但这在一定程度上增加了合金元素的使用成本。同时，没有对普遍客观存在的焊后接头软化程度进行合于使用性评价报导。申请号201610082273.4公开了一种抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板及其制造方法，也是通过多种合金体系组合，在具有焊后热处理要求的原油储罐焊接场合，能够减少接头二次加热软化。
申请号201810257705.X公开了一种减小高强塑积中锰钢的激光焊接接头软化程度的方法，主要通过在激光焊接过程中合理设置焊接工艺参数、增加背面焊缝强制冷却、降低热影响区宽度等手段减小接头软化程度属于焊接工艺调整范畴。申请号201810312059.2公开了一种抗电渣焊接头软化的方法与装置，主要通过焊接过程中向热影响区易软化部位喷射压缩空气实施定向冷却，缩短焊后高温停留时间，从而有效降低接头软化。但是，这种技术受限于工装条件，并增加实施成本，对管线钢管现场施工环焊过程实施与软化程度评价指导作用不大。申请号201310238270.1公开了一种改善高强铝合金焊接接头软化问题的方法，主要通过对焊后高强铝合金接头进行固溶处理和人工时效，消除接头软化问题，满足接头强度要求。申请号201810235277.0公开了一种减小形变强化铝合金弧焊接头软化的方法，主要通过在焊接过程中循环水强制冷却减小高温焊接热循环对接头软化的不利影响。申请号201810258602.5公开了一种快速测定Al-Mg-Si系合金焊接接头软化区域的方法，主要通过特殊的金相蚀显方法，对接头软化区域进行快速定位。
综上所述，当前针对焊接接头软化的公开技术，一般都是通过材料成分和制造工艺的设计降低焊接过程中接头软化倾向，或者针对已有材料通过焊接工艺过程优化或焊后热处理改善接头软化行为，均没有涉及针对接头固有的软化行为进行评价，特别是结合潜在的服役环境进行合于使用性评价。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，目前针对焊接接头软化的公开技术，均没有涉及针对接头固有的软化行为进行评价，特别是结合潜在的服役环境进行合于使用性评价，提供了一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，本方法能够客观的反映服役状态下接头软化对结构完整性的影响，主要用于低碳微合金化管线钢管经过现场施工环缝焊接后引起的HAZ软化程度以及服役过程合于使用性的快速间接评价。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，按照下述步骤进行：
步骤1，管线钢管环焊接头弯曲应变装置与弯曲试样：
管线钢管环焊接头弯曲应变装置包括两个支撑块、压头、下压装置和夹紧装置，两个支撑块之间形成一缝隙，将弯曲试样置于支撑块的上表面，且弯曲试样的存在潜在软化的HAZ置于压头正下方的受拉伸应变最苛刻的位置置于缝隙处，并保证在弯曲过程中弯曲试样位置不发生偏移，所述压头与所述缝隙相对设置，所述压头安装在所述下压装置上，利用所述压头将所述弯曲试样进行下压，夹紧装置与所述支撑块的外壁相接触，以实现利用夹紧装置夹紧支撑块的目的，实验开始后，压头的下压和夹紧装置的夹紧动作同步进行，直至把弯曲试样弯曲成U型；
步骤2，合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测：
将步骤1得到的合格弯曲试样取出，针对合格弯曲试样进行HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测，每次评价取不少于8个合格弯曲试样并取平均值，并将凹陷度SR定义为：侧膨胀率ER定义为：/>
式中，B、W分别为合格弯曲试样原始厚度和宽度，s为HAZ受拉面局部软化区弯曲后的凹陷深度，E为弯曲变形后试样宽度方向侧膨胀量，
合格弯曲试样HAZ受拉面在弯曲应变过程中，如果局部软化区域越宽，软化程度越大，凹陷深度和侧膨胀量都变大，然而，如果HAZ局部软化区应变硬化行为减弱或抵消初始的焊接软化影响，凹陷深度和侧膨胀量都会变小，所以，结合合格弯曲试样厚度和宽度因素的凹陷度SR和侧膨胀率ER能够反映管线管环焊接头HAZ局部软化区优先变形以及应变硬化的影响；
步骤3，凹陷度与侧膨胀率对于合格弯曲试样厚度的修正：
合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度SR和侧膨胀率ER均属于试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R相关参量，但考虑到试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R具有明确的数量关系，所以，只需要基于合格弯曲试样厚度B对凹陷度SR和侧膨胀率ER进行修正，一般的，随着合格弯曲试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R的增加，合格弯曲试样HAZ受拉面承受的实际应变程度会适当降低，或者说保守度降低，所以，将最大壁厚时的凹陷度SR和侧膨胀率ER均修正为最小壁厚的1.0-1.3倍的原则，凹陷度SR和侧膨胀率ER关于壁厚因素的修正系数均定义为：即修正后的凹陷度S'R＝BR×SR，修正后的侧膨胀率E'R＝BR×ER，因为凹陷度SR受合格弯曲试样宽度因素影响不大，而侧膨胀率ER已经考虑了宽度因素，所以，凹陷度SR和侧膨胀率ER均无需再进行合格弯曲试样宽度因素的修正；
步骤4，基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系：
考虑了管线钢管环焊接头HAZ局部软化区优先应变以及由此引起的局部应变硬化行为减弱或抵消了初始焊接软化影响、合格弯曲试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R对凹陷度SR和侧膨胀率ER的影响、材料不同强度级别对弯曲过程中塑性变形能力的影响等因素，基于大量的试验数据与分析整合，建立如下基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系公式：
式中，Isof表示管线钢管环焊接头实际软化指数，用于评价焊接后接头承受拉伸载荷时表现出的实际软化程度，既考虑了焊接过程对焊态接头软化造成的影响，又考虑了承受拉伸载荷过程中HAZ位置应变硬化对接头初始软化状态的抵消作用，与管线钢管环焊接头服役状态非常接近。
在步骤1中，U型弯曲试样的弯曲角度为180°。
在步骤1中，弯曲试样为矩形侧弯曲试样，弯曲试样的厚度B实际上是焊接方向上的宽度，而弯曲试样的宽度W为钢管的原始壁厚，弯曲试样受拉面不能有平行于弯曲拉伸方向的划痕和沟槽，弯曲试样的边缘应圆滑过渡避免尖锐棱角。
在步骤1中，弯曲试样的厚度B＝8-20mm，压头弧形段的弯芯半径R＝36-90mm，且保证R＝4.5B。
在步骤2中，合格弯曲试样的判断标准为：检测到HAZ受拉面出现长度超过3mm的裂纹，则判定弯曲试样不合格。
在步骤3中，将最大壁厚时的凹陷度SR和侧膨胀率ER均修正为最小壁厚的1.2倍。
在步骤4中，当Isof>1时，说明环焊接头没有明显的实际软化，当Isof<1时，说明环焊接头出现了明显的实际软化。
Isof与基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R具有负相关关系，并且相关性较强，也就是说，S'R和E'R越大，Isof越小，接头实际软化倾向越严重，Isof与母材金属屈服强度Yσ也具有负相关关系，但相关性相对较小，也就是说，Yσ越大，Isof越小，接头实际软化倾向越严重，这与公知常识是一致的，并且，经过多次试验验证，应用式(1)所示管线钢管环焊接头实际软化指数Isof进行评价，评价结果能够反映实际服役承受拉伸载荷的环焊接头软化失效断裂的实际情况，具有合于使用性特征。
本发明的有益效果为：本发明针对低合金高强管线钢管现场焊接后HAZ软化的事实，利用导向弯曲后HAZ受拉面凹陷度和侧膨胀率及其拟合出的环焊接头实际软化指数Isof判定接头局部软化的合于使用性，充分考虑了不同强度级别钢管实际服役环境中承受不可预见拉伸应变以及局部软化部位不同的应变强化的特点，与工程实际非常接近，对管道环焊接头安全评价具有直接的指导作用；与已有技术相比，本发明突破了母材化学成分调整、焊接工艺优化以及焊后热处理等控制接头软化的高成本技术路线，符合合于使用性要求的环焊接头，即使存在一定程度的局部软化，对结构整体安全没有不利影响，体现出显著进步；本发明所述技术具有普遍适用性，对于接头形式和服役场合相近的其它工业领域，也具有重要的应用价值；本发明所述导向弯曲试验与测试评估过程操作简单，实施方便，整体成本低。
附图说明
图1是管线钢管环焊接头弯曲应变装置与试样；
图2是导向侧弯曲合格试样HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测方法。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，按照下述步骤进行：
步骤1，管线钢管环焊接头弯曲应变装置与弯曲试样：
管线钢管环焊接头弯曲应变装置包括两个支撑块、压头、下压装置和夹紧装置，两个支撑块之间形成一缝隙，将弯曲试样置于支撑块的上表面，且弯曲试样的存在潜在软化的HAZ置于压头正下方的受拉伸应变最苛刻的位置置于缝隙处，并保证在弯曲过程中弯曲试样位置不发生偏移，所述压头与所述缝隙相对设置，所述压头安装在所述下压装置上，利用所述压头将所述弯曲试样进行下压，夹紧装置与所述支撑块的外壁相接触，以实现利用夹紧装置夹紧支撑块的目的，实验开始后，压头的下压和夹紧装置的夹紧动作同步进行，直至把弯曲试样弯曲成U型，U型弯曲试样的弯曲角度为180°，弯曲试样为矩形侧弯曲试样，弯曲试样的厚度B实际上是焊接方向上的宽度，而弯曲试样的宽度W为钢管的原始壁厚，弯曲试样受拉面不能有平行于弯曲拉伸方向的划痕和沟槽，弯曲试样的边缘应圆滑过渡避免尖锐棱角，弯曲试样的厚度B＝8-20mm，压头弧形段的弯芯半径R＝36-90mm，且保证R＝4.5B；
步骤2，合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测：
将步骤1得到的合格弯曲试样取出，其中，合格弯曲试样的判断标准为：检测到HAZ受拉面出现长度超过3mm的裂纹，则判定弯曲试样不合格，针对合格弯曲试样进行HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测，每次评价取不少于8个合格弯曲试样并取平均值，并将凹陷度SR定义为：侧膨胀率ER定义为：/>
式中，B、W分别为合格弯曲试样原始厚度和宽度，s为HAZ受拉面局部软化区弯曲后的凹陷深度，E为弯曲变形后试样宽度方向侧膨胀量，
合格弯曲试样HAZ受拉面在弯曲应变过程中，如果局部软化区域越宽，软化程度越大，凹陷深度和侧膨胀量都变大，然而，如果HAZ局部软化区应变硬化行为减弱或抵消初始的焊接软化影响，凹陷深度和侧膨胀量都会变小，所以，结合合格弯曲试样厚度和宽度因素的凹陷度SR和侧膨胀率ER能够反映管线管环焊接头HAZ局部软化区优先变形以及应变硬化的影响；
步骤3，凹陷度与侧膨胀率对于合格弯曲试样厚度的修正：
合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度SR和侧膨胀率ER均属于试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R相关参量，但考虑到试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R具有明确的数量关系，所以，只需要基于合格弯曲试样厚度B对凹陷度SR和侧膨胀率ER进行修正，一般的，随着合格弯曲试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R的增加，合格弯曲试样HAZ受拉面承受的实际应变程度会适当降低，或者说保守度降低，所以，将最大壁厚时的凹陷度SR和侧膨胀率ER均修正为最小壁厚的1.2倍的原则，凹陷度SR和侧膨胀率ER关于壁厚因素的修正系数均定义为：即修正后的凹陷度S'R＝BR×SR，修正后的侧膨胀率E'R＝BR×ER，因为凹陷度SR受合格弯曲试样宽度因素影响不大，而侧膨胀率ER已经考虑了宽度因素，所以，凹陷度SR和侧膨胀率ER均无需再进行合格弯曲试样宽度因素的修正；
步骤4，基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系：
考虑了管线钢管环焊接头HAZ局部软化区优先应变以及由此引起的局部应变硬化行为减弱或抵消了初始焊接软化影响、合格弯曲试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R对凹陷度SR和侧膨胀率ER的影响、材料不同强度级别对弯曲过程中塑性变形能力的影响等因素，基于大量的试验数据与分析整合，建立如下基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系公式：
式中，Isof表示管线钢管环焊接头实际软化指数，用于评价焊接后接头承受拉伸载荷时表现出的实际软化程度，既考虑了焊接过程对焊态接头软化造成的影响，又考虑了承受拉伸载荷过程中HAZ位置应变硬化对接头初始软化状态的抵消作用，与管线钢管环焊接头服役状态非常接近。
当Isof>1时，说明环焊接头没有明显的实际软化，当Isof<1时，说明环焊接头出现了明显的实际软化。
Isof与基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R具有负相关关系，并且相关性较强，也就是说，S'R和E'R越大，Isof越小，接头实际软化倾向越严重，Isof与母材金属屈服强度Yσ也具有负相关关系，但相关性相对较小，也就是说，Yσ越大，Isof越小，接头实际软化倾向越严重，这与公知常识是一致的，并且，经过多次试验验证，应用式(1)所示管线钢管环焊接头实际软化指数Isof进行评价，评价结果能够反映实际服役承受拉伸载荷的环焊接头软化失效断裂的实际情况，具有合于使用性特征。
针对本发明所述基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化合于使用性评价方法，基于石油天然气长输管道常用的X70管线钢进行了不同焊接热输入条件下的接头软化评价技术实施。表1所示为5种不同焊接热输入X70(25.4mm)管线钢管基于弯曲应变的环焊接头软化合于使用性评价实施例，管线钢管母材实际屈服强度Yσ＝535MPa；这里，合格弯曲试样厚度B＝10mm，R＝45mm，试样宽度W(钢管壁厚)＝25.4mm；这样，凹陷度SR和侧膨胀率ER均关于壁厚因素的修正系数BR＝1.033；应用环焊接头实际软化指数Isof间接评价不同实施例环焊接头经过钢管纵向拉伸应变后的实际软化程度；可见，实施例1-3接头软化对管线管整体结构服役没有不利影响，或者说，经过模拟管线钢管环焊接头拉伸应变，接头没有表现出实际软化；实施例4表现出轻微软化，这种环焊接头实际软化指数Isof非常接近临界值的情况，在实际应用中，认为局部软化对结构整体服役安全影响不大；实施例5环焊接头则表现出明显的实际软化，认为接头局部软化对结构整体服役安全有一定影响。
表1 5种不同焊接热输入X70管线管接头基于弯曲应变的软化合于使用性评价实施例
备注：GMAW表示熔化极气体保护自动焊，SMAW表示低氢型焊条手工焊，SAW表示埋弧自动焊。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，管线钢管环焊接头弯曲应变装置与弯曲试样：
管线钢管环焊接头弯曲应变装置包括两个支撑块、压头、下压装置和夹紧装置，两个支撑块之间形成一缝隙，将弯曲试样置于支撑块的上表面，且弯曲试样的存在潜在软化的HAZ置于压头正下方的受拉伸应变最苛刻的位置置于缝隙处，并保证在弯曲过程中弯曲试样位置不发生偏移，所述压头与所述缝隙相对设置，所述压头安装在所述下压装置上，利用所述压头将所述弯曲试样进行下压，夹紧装置与所述支撑块的外壁相接触，以实现利用夹紧装置夹紧支撑块的目的，实验开始后，压头的下压和夹紧装置的夹紧动作同步进行，直至把弯曲试样弯曲成U型；弯曲试样为矩形侧弯曲试样，弯曲试样的厚度B实际上是焊接方向上的宽度，而弯曲试样的宽度W为钢管的原始壁厚，弯曲试样受拉面不能有平行于弯曲拉伸方向的划痕和沟槽，弯曲试样的边缘应圆滑过渡避免尖锐棱角；
步骤2，合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测：
将步骤1得到的合格弯曲试样取出，针对合格弯曲试样进行HAZ受拉面凹陷度与侧膨胀率检测，每次评价取不少于8个合格弯曲试样并取平均值，并将凹陷度SR定义为：侧膨胀率ER定义为：/>
式中，B、W分别为合格弯曲试样原始厚度和宽度，s为HAZ受拉面局部软化区弯曲后的凹陷深度，E为弯曲变形后试样宽度方向侧膨胀量，
合格弯曲试样的判断标准为：检测到HAZ受拉面出现长度超过3mm的裂纹，则判定弯曲试样不合格；合格弯曲试样HAZ受拉面在弯曲应变过程中，如果局部软化区域越宽，软化程度越大，凹陷深度和侧膨胀量都变大，然而，如果HAZ局部软化区应变硬化行为减弱或抵消初始的焊接软化影响，凹陷深度和侧膨胀量都会变小，所以，结合合格弯曲试样厚度和宽度因素的凹陷度SR和侧膨胀率ER能够反映管线管环焊接头HAZ局部软化区优先变形以及应变硬化的影响；
步骤3，凹陷度与侧膨胀率对于合格弯曲试样厚度的修正：
合格弯曲试样HAZ受拉面凹陷度SR和侧膨胀率ER均属于试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R相关参量，但考虑到试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R具有明确的数量关系，所以，只需要基于合格弯曲试样厚度B对凹陷度SR和侧膨胀率ER进行修正，一般的，随着合格弯曲试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R的增加，合格弯曲试样HAZ受拉面承受的实际应变程度会适当降低，或者说保守度降低，所以，将最大壁厚时的凹陷度SR和侧膨胀率ER均修正为最小壁厚的1.0-1.3倍的原则，凹陷度SR和侧膨胀率ER关于壁厚因素的修正系数均定义为：即修正后的凹陷度S'R＝BR×SR，修正后的侧膨胀率E′R＝BR×ER，因为凹陷度SR受合格弯曲试样宽度因素影响不大，而侧膨胀率ER已经考虑了宽度因素，所以，凹陷度SR和侧膨胀率ER均无需再进行合格弯曲试样宽度因素的修正；
步骤4，基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系：
考虑了管线钢管环焊接头HAZ局部软化区优先应变以及由此引起的局部应变硬化行为减弱或抵消了初始焊接软化影响、合格弯曲试样厚度B和压头弧形端的弯芯半径R对凹陷度SR和侧膨胀率ER的影响、材料不同强度级别对弯曲过程中塑性变形能力的影响等因素，基于大量的试验数据与分析整合，建立如下基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R的弯曲应变与环焊接头软化相关性关系公式：
式中，Isof表示管线钢管环焊接头实际软化指数，用于评价焊接后接头承受拉伸载荷时表现出的实际软化程度，既考虑了焊接过程对焊态接头软化造成的影响，又考虑了承受拉伸载荷过程中HAZ位置应变硬化对接头初始软化状态的抵消作用，与管线钢管环焊接头服役状态非常接近；当Isof>1时，说明环焊接头没有明显的实际软化，当Isof<1时，说明环焊接头出现了明显的实际软化。
2.根据权利要求1所述的一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤1中，U型弯曲试样的弯曲角度为180°。
3.根据权利要求1所述的一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤1中，弯曲试样的厚度B＝8—20mm，压头弧形段的弯芯半径R＝36—90mm，且保证R＝4.5B。
4.根据权利要求1所述的一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤3中，将最大壁厚时的凹陷度SR和侧膨胀率ER均修正为最小壁厚的1.2倍。
5.根据权利要求1所述的一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法，其特征在于：Isof与基于厚度因素修正后的凹陷度S'R和侧膨胀率E'R具有负相关关系，并且相关性较强，也就是说，S'R和E'R越大，Isof越小，接头实际软化倾向越严重，Isof与母材金属屈服强度Yσ也具有负相关关系，但相关性相对较小，也就是说，Yσ越大，Isof越小，接头实际软化倾向越严重，这与公知常识是一致的，并且，经过多次试验验证，应用式(1)所示管线钢管环焊接头实际软化指数Isof进行评价，评价结果能够反映实际服役承受拉伸载荷的环焊接头软化失效断裂的实际情况，具有合于使用性特征。
6.如权利要求1—5中任一一项所述的一种基于弯曲应变的管线钢管环焊接头软化的合于使用性评价方法在反映实际服役状态下低碳微合金化管线钢管接头软化对结构完整性的影响上的应用。
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