高壓螺旋埋弧焊鋼管殘余應(yīng)力檢測(cè)控制技術(shù)指引

1、高壓螺旋埋弧焊鋼管殘余應(yīng)力檢測(cè)控制技術(shù)指引1. 目的殘余應(yīng)力的存在，對(duì)于燃?xì)夤艿赖某休d能力和安全可靠性有著不可忽略的影響，為有效控制高壓螺旋埋弧焊（英文縮寫為SSAW）鋼管的殘余應(yīng)力，特編制本檢測(cè)控制技術(shù)指引，供合資公司參考。2. 適用范圍本技術(shù)指引適于合資公司選用螺旋埋弧焊鋼管（SSAW）作為城市燃?xì)飧邏海?.6MPaP4.0MPa）管道的工程。參考文件（1） 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所研究成果油氣輸送用螺旋埋弧焊管的殘余應(yīng)力研究；（2） 城市燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范 GB50028-2006。3. 殘余應(yīng)力測(cè)試法-切環(huán)法 屬機(jī)械切割應(yīng)力釋放法之一，通常作為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控殘余應(yīng)力的方法，其基本原理是

2、：通過沿焊管軸將管段切開，切口兩邊會(huì)發(fā)生位置變化，將鋼管內(nèi)所儲(chǔ)存的殘余應(yīng)力釋放出來，測(cè)量沿切線雙側(cè)兩個(gè)邊在軸向的位移z，沿周向張開位移L，所在圓周的半徑位移r，經(jīng)一定程序可以推算出原鋼管的殘余應(yīng)力。LzR 圖一 切割前的切環(huán)法軸向切割后的焊管外觀示意圖LZr圖二 切環(huán)法軸向切割后的焊管外觀示意圖4切環(huán)法之殘余應(yīng)力控制條件41 控制準(zhǔn)則公式在管道空載或無流體流動(dòng)造成壓力的情況下，管道壁中的應(yīng)力只取決于管道制造過程中形成的殘余應(yīng)力，以局部最大剪應(yīng)力的極大值m作為焊管殘余應(yīng)力的控制參量，m的計(jì)算公式如下：m=E- 彈性摸量，一般取2.0×105MPah- 壁厚，mmD- 鋼管外徑，mmr-

3、 管段徑向錯(cuò)位，mmz- 管段軸向錯(cuò)位，mmL- 管段周向張開量，mms- 管材屈服強(qiáng)度,MPa42 控制判據(jù)合資公司在招標(biāo)文件及訂貨技術(shù)文件中必須明確以下控制判據(jù)，即列明對(duì)高壓管道殘余應(yīng)力檢測(cè)控制技術(shù)要求。在高壓螺旋埋弧焊鋼管的生產(chǎn)過程中，必須對(duì)其殘余應(yīng)力進(jìn)行有效地控制，控制判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）m小于鋼管材料屈服強(qiáng)度s 的1/10時(shí)，符合標(biāo)準(zhǔn)，允許繼續(xù)生產(chǎn)；（2）m在鋼管材料的屈服強(qiáng)度s的1/6和1/10之間時(shí)，允許鋼廠進(jìn)行殘余應(yīng)力調(diào)整，以1/10為控制目標(biāo)，并重新取樣檢測(cè)；（3）m為鋼管材料屈服強(qiáng)度s 的1/6是最低的控制標(biāo)準(zhǔn)，m超過鋼管材料屈服強(qiáng)度s 的1/6時(shí)，螺旋埋弧焊鋼管殘余應(yīng)力控

4、制判定為不合格，需停止生產(chǎn)。5檢驗(yàn)程序5.1 檢驗(yàn)要求u 對(duì)同一熔煉爐次、同一工藝生產(chǎn)的同一規(guī)格螺旋埋弧焊鋼管不多于50根為一批，每批進(jìn)行一次切環(huán)法殘余應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)；u 在鋼管焊接成型后水壓試驗(yàn)前進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)；u 每批及重新調(diào)型后均應(yīng)進(jìn)行一次的檢測(cè)，符合要求后方能繼續(xù)生產(chǎn)；5.2 試驗(yàn)方法（1）首先選取合適的取樣管段長(zhǎng)度，一般分別選取100mm、200mm和300mm管段進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，同時(shí)兼顧力學(xué)性能取樣的方便和盡量選取局部最大剪應(yīng)力極大值最大的管段；（2）在取樣管段上，距焊縫100mm處沿鋼管縱向切開；見圖三 圖三 切環(huán)法軸向切割距離焊縫位置示意圖（3）測(cè)量已切開取樣管段在沿切線雙側(cè)兩個(gè)邊在軸向的位移z（mm），沿周向張開位移L（mm），邊所在圓周的半徑位移r（mm）；見圖二（4）鋼管生產(chǎn)廠在生產(chǎn)上對(duì)殘余應(yīng)力控制的調(diào)整方法，可參考油氣輸送用螺旋埋弧焊管的殘余應(yīng)力研究中的有關(guān)內(nèi)容。5.3試驗(yàn)結(jié)果將測(cè)量數(shù)據(jù)以及鋼管外徑D、彈性摸量E、壁厚h等代入“