CN114813416B - 一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，完全拘束状态和自由状态两种试验焊接接头设计与制作、完全拘束状态试验焊接接头焊后残余拉伸应力诱导软化区优先应变量监测、完全拘束状态试验焊接接头与自由状态试验焊接接头硬度差异化测试与分析和环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性。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他工业领域，也具有重要的应用价值；本发明操作简单，实施方便，整体成本低。
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管线钢管服役阶段环焊接头软化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，能够得到相对均匀一致的微观组织，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)，每个区域可能很窄，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，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。其他的，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，各个工业领域均有因为焊接接头软化而导致的结构服役过程中失效的发生。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。然而，结构钢材料焊后接头软化是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敷设与服役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。同时，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他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部的韧性优异、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201610082272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软化合于使用性评价。
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，提供了一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，本方法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间接评价，并考虑了HAZ实际存在的形变强化因素，通过拘束状态下残余应力自诱导应变以及维氏硬度表征，通过拟合出的环焊接头软化综合指数，快速评价模拟环焊接头软化合于使用性。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，按照下述步骤进行：
步骤1，完全拘束状态和自由状态两种试验焊接接头设计与制作：
由于焊接过程固有的不均匀加热与冷却特点，焊后接头区域将产生明显的残余拉应力，特别是在垂直于焊缝方向，残余应力甚至超过材料本身屈服强度，如果此时接头两端受到强烈拘束而不能自由伸展，在接头局部软化部位则可能产生能够观测到的明显形变，取一试验焊接接头，将上述试验焊接接头的首尾两端均形成为刚性拘束端或者自由状态端，最终得到完全拘束状态试验焊接接头或者自由状态试验焊接接头，以进行后续的HAZ局部区域应变硬化程度比较，形成接头软化合于使用性的判断依据；
步骤2，完全拘束状态试验焊接接头焊后残余拉伸应力诱导软化区优先应变量监测：
针对完全拘束状态试验焊接接头，焊前在坡口一侧外1-3mm开始粘贴应变片，盖面焊道预留未填满的焊道，以保证焊接过程中盖面焊道不烧损应变片，或者利用DIC方法进行接头全场应变监测，从而得到完全拘束状态试验焊接接头由于焊后残余拉应力诱导局部软化区优先应变值，结合后续接头局部应变硬化程度，评价完全拘束状态试验焊接接头软化的合于使用性；
步骤3，完全拘束状态试验焊接接头与自由状态试验焊接接头硬度差异化测试与分析：
针对完成步骤2的完全拘束状态试验焊接接头和未进行步骤2的自由状态试验焊接接头，任选一侧焊接热影响区分别随机切取一个试样进行代表性区域宏观维氏硬度(HV10)测试与分析；
步骤4，环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性：
通过完全拘束状态下焊接残余拉伸应力诱导局部软化区优先应变，模拟实际的管线钢管环焊接头在潜在的承受拉伸应变场合的服役状况，通过大量有效的试验与数据整合，根据实际监测的应变量即局部软化区优先应变程度、完全拘束状态和自由状态试样热影响区典型区域维氏硬度变化即典型区域维氏硬度最低值的指标，建立环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性公式：
式中，Icom表示环焊接头软化综合指数，ε表示实际监测的应变量即局部软化区优先应变程度，HRmin表示拘束状态下接头最低软化比率，HFmin表示自由状态下接头最低软化比率，Yσ表示母材金属屈服强度，其中，HRmin计算公式如下：
式中，HVB表示母材金属的维氏硬度(HV10)，HVRmin表示拘束状态下代表性区域维氏硬度最低平均值，HVFmin表示自由状态下代表性区域维氏硬度最低平均值，
利用环焊接头软化综合指数Icom评价焊接后接头承受拉伸载荷时表现出的实际软化程度，既考虑了焊接热循环对焊态接头软化造成的直接影响，又考虑了承受拉伸载荷过程中HAZ位置具有的应变硬化特征及其对接头初始软化状态的减缓作用，与管线钢管环焊接头服役状态非常接近。
在步骤1中，试验焊接接头应用于管线钢管现场施工主流的单面焊双面成型方法完成焊接，试验焊接接头与管线钢管端的焊接方法采用手工焊、半自动焊或者自动焊。
在步骤2中，粘贴应变片的位置在焊前在坡口一侧外2mm处，应变片的数量不少于4片。
在步骤2中，未填满的焊道的深度为0-0.5mm。
在步骤3中，试样切取具体规则如下：
(1)针对完成步骤2的完全拘束状态试验焊接接头和未进行步骤2的自由状态试验焊接接头，任选一侧焊接热影响区，分别在距离焊接热影响区的上下表面1-4mm、距离焊接热影响区的壁厚中心1-4mm共三个区域进行维氏硬度(HV10)测试取样；
(2)按照步骤(1)中所述每个区域分别进行中心线和沿中心线上下各两排取样点，取样点共5排，每排间距0.5-2.0mm，同一排内，从靠近焊接熔合线位置向外侧依次取样，每隔0.5-2mm测试一点，直至母材与热影响区交界的亚临界区，同一排内不少于4个取样点；
(3)针对步骤(1)中所述每个区域中，距离熔合线位置相同的5个取样点分别取平均值，近似代表粗晶区、细晶区、临界区、亚临界区四个特征区域的硬度值，并将最低的一个平均值作为衡量接头软化的有效值；
(4)对管线钢管进行管体母材维氏硬度测试，作为基准值。
在步骤(1)中，分别在距离焊接热影响区的上下表面3mm、距离焊接热影响区的壁厚中心3mm共三个区域进行维氏硬度(HV10)测试取样。
在步骤(2)中，每排间距1-1.5mm，同一排内，从靠近焊接熔合线位置向外侧依次取样，每隔0.5-1mm测试一点。
在步骤4中，当Icom<0时，说明环焊接头没有明显的实际软化，当Icom>0时，说明环焊接头出现了明显的实际软化。
环焊接头软化综合指数Icom与实际监测的应变量ε(局部软化区优先应变程度)、完全拘束状态和自由状态试样热影响区典型区域维氏硬度变化(拘束状态下接头最低软化比率HRmin以及自由状态下接头最低软化比率HFmin)、母材金属屈服强度Yσ均具有正相关关系，但相关程度不同，即ε、HRmin、HFmin、Yσ增加，接头实际软化程度越严重，经过多次大量的试验验证，应用式(1)所示管线钢管环焊接头软化综合指数Icom进行评价，其结果能够反映实际服役状态下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，考虑服役条件下承受不可预见拉伸应力以及局部软化部位应变强化特点，提供了接头软化的合于使用性评价方法，建立了环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性，拟合出环焊接头软化综合指数，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；与当前已有技术相比，本发明突破了通过母材化学成分调整、焊接工艺优化以及额外的焊后热处理控制接头软化的高成本技术路线，符合合于使用性要求的接头，即使存在一定程度软化，对结构整体安全也没有不利影响，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他工业领域，也具有重要的应用价值；本发明操作简单，实施方便，整体成本低。
附图说明
图1是两端完全拘束状态管线钢板焊接接头；
图2是代表性区域宏观维氏硬度(HV10)测试位置。
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。
一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，按照下述步骤进行：
步骤1，完全拘束状态和自由状态两种试验焊接接头设计与制作：
由于焊接过程固有的不均匀加热与冷却特点，焊后接头区域将产生明显的残余拉应力，特别是在垂直于焊缝方向，残余应力甚至超过材料本身屈服强度，如果此时接头两端受到强烈拘束而不能自由伸展，在接头局部软化部位则可能产生能够观测到的明显形变，取一试验焊接接头，将上述试验焊接接头的首尾两端均形成为刚性拘束端或者自由状态端，最终得到完全拘束状态试验焊接接头或者自由状态试验焊接接头，以进行后续的HAZ局部区域应变硬化程度比较，形成接头软化合于使用性的判断依据，其中，试验焊接接头应用于管线钢管现场施工主流的单面焊双面成型方法完成焊接，试验焊接接头与管线钢管端的焊接方法采用手工焊、半自动焊或者自动焊；
步骤2，完全拘束状态试验焊接接头焊后残余拉伸应力诱导软化区优先应变量监测：
针对完全拘束状态试验焊接接头，焊前在坡口一侧外1-3mm开始粘贴应变片，应变片的数量不少于4片，盖面焊道预留未填满的焊道，未填满的焊道的深度为0-0.5mm，以保证焊接过程中盖面焊道不烧损应变片，或者利用DIC方法进行接头全场应变监测，从而得到完全拘束状态试验焊接接头由于焊后残余拉应力诱导局部软化区优先应变值，结合后续接头局部应变硬化程度，评价完全拘束状态试验焊接接头软化的合于使用性；
步骤3，完全拘束状态试验焊接接头与自由状态试验焊接接头硬度差异化测试与分析：
针对完成步骤2的完全拘束状态试验焊接接头和未进行步骤2的自由状态试验焊接接头，任选一侧焊接热影响区分别随机切取一个试样进行代表性区域宏观维氏硬度(HV10)测试与分析，其中，试样切取具体规则如下：
(1)针对完成步骤2的完全拘束状态试验焊接接头和未进行步骤2的自由状态试验焊接接头，任选一侧焊接热影响区，分别在距离焊接热影响区的上下表面3mm、距离焊接热影响区的壁厚中心3mm共三个区域进行维氏硬度(HV10)测试取样；
(2)按照步骤(1)中所述每个区域分别进行中心线和沿中心线上下各两排取样点，取样点共5排，每排间距1-1.5mm，同一排内，从靠近焊接熔合线位置向外侧依次取样，每隔0.5-1mm测试一点，直至母材与热影响区交界的亚临界区，同一排内不少于4个取样点；
(3)针对步骤(1)中所述每个区域中，距离熔合线位置相同的5个取样点分别取平均值，近似代表粗晶区、细晶区、临界区、亚临界区四个特征区域的硬度值，并将最低的一个平均值作为衡量接头软化的有效值；
(4)对管线钢管进行管体母材维氏硬度测试，作为基准值；
步骤4，环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性：
通过完全拘束状态下焊接残余拉伸应力诱导局部软化区优先应变，模拟实际的管线钢管环焊接头在潜在的承受拉伸应变场合的服役状况，通过大量有效的试验与数据整合，根据实际监测的应变量即局部软化区优先应变程度、完全拘束状态和自由状态试样热影响区典型区域维氏硬度变化即典型区域维氏硬度最低值的指标，建立环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性公式：
式中，Icom表示环焊接头软化综合指数，ε表示实际监测的应变量即局部软化区优先应变程度，HRmin表示拘束状态下接头最低软化比率，HFmin表示自由状态下接头最低软化比率，Yσ表示母材金属屈服强度，其中，HRmin计算公式如下：
式中，HVB表示母材金属的维氏硬度(HV10)，HVRmin表示拘束状态下代表性区域维氏硬度最低平均值，HVFmin表示自由状态下代表性区域维氏硬度最低平均值，
利用环焊接头软化综合指数Icom评价焊接后接头承受拉伸载荷时表现出的实际软化程度，既考虑了焊接热循环对焊态接头软化造成的直接影响，又考虑了承受拉伸载荷过程中HAZ位置具有的应变硬化特征及其对接头初始软化状态的减缓作用，与管线钢管环焊接头服役状态非常接近。
当Icom<0时，说明环焊接头没有明显的实际软化，当Icom>0时，说明环焊接头出现了明显的实际软化。
环焊接头软化综合指数Icom与实际监测的应变量ε(局部软化区优先应变程度)、完全拘束状态和自由状态试样热影响区典型区域维氏硬度变化(拘束状态下接头最低软化比率HRmin以及自由状态下接头最低软化比率HFmin)、母材金属屈服强度Yσ均具有正相关关系，但相关程度不同，即ε、HRmin、HFmin、Yσ增加，接头实际软化程度越严重，经过多次大量的试验验证，应用式(1)所示管线钢管环焊接头软化综合指数Icom进行评价，其结果能够反映实际服役状态下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。
针对本发明所述管线钢管服役阶段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)管线钢基于服役条件环焊接头软化合于使用性评价实施例。其中，管体母材平均硬度值为205HV10，管体母材实际屈服强度为535MPa。可见，即使自由状态下接头HAZ局部出现明显软化，但大部分经过一定的应变硬化，对模拟环焊接头服役没有不利影响，仅认为实施例5出现了实际软化。
表1 5种不同焊接热输入X70管线钢接头软化合于使用性评价实施例
备注：
1.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；
2.百分差表示对应状态硬度值与母材差值的百分比；
3.百分差为负值表示局部软化区经过残余应力自诱导形变硬化后，硬度已经高于母材。
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 (9)
1.一种管线钢管服役阶段环焊接头软化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，完全拘束状态和自由状态两种试验焊接接头设计与制作：
由于焊接过程固有的不均匀加热与冷却特点，焊后接头区域将产生明显的残余拉应力，特别是在垂直于焊缝方向，残余应力甚至超过材料本身屈服强度，如果此时接头两端受到强烈拘束而不能自由伸展，在接头局部软化部位则可能产生能够观测到的明显形变，取一试验焊接接头，将上述试验焊接接头的首尾两端均形成为刚性拘束端或者自由状态端，最终得到完全拘束状态试验焊接接头或者自由状态试验焊接接头，以进行后续的HAZ局部区域应变硬化程度比较，形成接头软化合于使用性的判断依据；
步骤2，完全拘束状态试验焊接接头焊后残余拉伸应力诱导软化区优先应变量监测：
针对完全拘束状态试验焊接接头，焊前在坡口一侧外1-3mm开始粘贴应变片，盖面焊道预留未填满的焊道，以保证焊接过程中盖面焊道不烧损应变片，或者利用DIC方法进行接头全场应变监测，从而得到完全拘束状态试验焊接接头由于焊后残余拉应力诱导局部软化区优先应变值，结合后续接头局部应变硬化程度，评价完全拘束状态试验焊接接头软化的合于使用性；
步骤3，完全拘束状态试验焊接接头与自由状态试验焊接接头硬度差异化测试与分析：
针对完成步骤2的完全拘束状态试验焊接接头和未进行步骤2的自由状态试验焊接接头，任选一侧焊接热影响区分别随机切取一个试样进行代表性区域宏观维氏硬度HV10测试与分析；
步骤4，环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性：
通过完全拘束状态下焊接残余拉伸应力诱导局部软化区优先应变，模拟实际的管线钢管环焊接头在潜在的承受拉伸应变场合的服役状况，通过大量有效的试验与数据整合，根据实际监测的应变量即局部软化区优先应变程度、完全拘束状态和自由状态试样热影响区典型区域维氏硬度变化即典型区域维氏硬度最低值的指标，建立环焊接头实际软化行为与局部软化区优先应变程度、应变硬化程度的相关性公式：
式中，Icom表示环焊接头软化综合指数，ε表示实际监测的应变量即局部软化区优先应变程度，HRmin表示拘束状态下接头最低软化比率，HFmin表示自由状态下接头最低软化比率，Yσ表示母材金属屈服强度，其中，HRmin计算公式如下：
式中，HVB表示母材金属的维氏硬度HV10，HVRmin表示拘束状态下代表性区域维氏硬度最低平均值，HVFmin表示自由状态下代表性区域维氏硬度最低平均值，
利用环焊接头软化综合指数Icom评价焊接后接头承受拉伸载荷时表现出的实际软化程度，既考虑了焊接热循环对焊态接头软化造成的直接影响，又考虑了承受拉伸载荷过程中HAZ位置具有的应变硬化特征及其对接头初始软化状态的减缓作用，与管线钢管环焊接头服役状态非常接近；
当Icom<0时，说明环焊接头没有明显的实际软化，当Icom>0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所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤1中，试验焊接接头应用于管线钢管现场施工主流的单面焊双面成型方法完成焊接，试验焊接接头与管线钢管端的焊接方法采用手工焊、半自动焊或者自动焊。
3.根据权利要求1所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤2中，粘贴应变片的位置在焊前在坡口一侧外2mm处，应变片的数量不少于4片。
4.根据权利要求1所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤2中，未填满的焊道的深度为0-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤3中，试样切取具体规则如下：
(1)针对完成步骤2的完全拘束状态试验焊接接头和未进行步骤2的自由状态试验焊接接头，任选一侧焊接热影响区，分别在距离焊接热影响区的上下表面1-4mm、距离焊接热影响区的壁厚中心1-4mm共三个区域进行维氏硬度HV10测试取样；
(2)按照步骤(1)中每个区域分别进行中心线和沿中心线上下各两排取样点，取样点共5排，每排间距0.5-2.0mm，同一排内，从靠近焊接熔合线位置向外侧依次取样，每隔0.5-2mm测试一点，直至母材与热影响区交界的亚临界区，同一排内不少于4个取样点；
(3)针对步骤(1)中每个区域中，距离熔合线位置相同的5个取样点分别取平均值，近似代表粗晶区、细晶区、临界区、亚临界区四个特征区域的硬度值，并将最低的一个平均值作为衡量接头软化的有效值；
(4)对管线钢管进行管体母材维氏硬度测试，作为基准值。
6.根据权利要求5所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤(1)中，分别在距离焊接热影响区的上下表面3mm、距离焊接热影响区的壁厚中心3mm共三个区域进行维氏硬度HV10测试取样。
7.根据权利要求5所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：在步骤(2)中，每排间距1-1.5mm，同一排内，从靠近焊接熔合线位置向外侧依次取样，每隔0.5-1mm测试一点。
8.根据权利要求1所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法，其特征在于：环焊接头软化综合指数Icom与实际监测的应变量ε、完全拘束状态和自由状态试样热影响区典型区域维氏硬度变化、拘束状态下接头最低软化比率HRmin、自由状态下接头最低软化比率HFmin、母材金属屈服强度Yσ均具有正相关关系，但相关程度不同，即ε、HRmin、HFmin、Yσ增加，接头实际软化程度越严重。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的一种管线钢管服役阶段环焊接头软化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承受拉伸载荷的环焊接头软化失效断裂中的应用。
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