高壓螺旋埋弧焊鋼管殘余應力檢測控制技術指引

1、高壓螺旋埋弧焊鋼管殘余應力檢測控制技術指引1. 目的殘余應力的存在，對于燃氣管道的承載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）鋼管的殘余應力，特編制本檢測控制技術指引，供合資公司參考。2. 適用范圍本技術指引適于合資公司選用螺旋埋弧焊鋼管（SSAW）作為城市燃氣高壓（1.6MPaP4.0MPa）管道的工程。參考文件（1） 中國石油天然氣集團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力研究；（2） 城市燃氣設計規(guī)范 GB50028-2006。3. 殘余應力測試法-切環(huán)法 屬機械切割應力釋放法之一，通常作為生產現(xiàn)場監(jiān)控殘余應力的方法，其基本原理是

2、：通過沿焊管軸將管段切開，切口兩邊會發(fā)生位置變化，將鋼管內所儲存的殘余應力釋放出來，測量沿切線雙側兩個邊在軸向的位移z，沿周向張開位移L，所在圓周的半徑位移r，經一定程序可以推算出原鋼管的殘余應力。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)法之殘余應力控制條件41 控制準則公式在管道空載或無流體流動造成壓力的情況下，管道壁中的應力只取決于管道制造過程中形成的殘余應力，以局部最大剪應力的極大值m作為焊管殘余應力的控制參量，m的計算公式如下：m=E- 彈性摸量，一般取2.0×105MPah- 壁厚，mmD- 鋼管外徑，mmr-

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

4、制判定為不合格，需停止生產。5檢驗程序5.1 檢驗要求u 對同一熔煉爐次、同一工藝生產的同一規(guī)格螺旋埋弧焊鋼管不多于50根為一批，每批進行一次切環(huán)法殘余應力測試試驗；u 在鋼管焊接成型后水壓試驗前進行殘余應力測試試驗；u 每批及重新調型后均應進行一次的檢測，符合要求后方能繼續(xù)生產；5.2 試驗方法（1）首先選取合適的取樣管段長度，一般分別選取100mm、200mm和300mm管段進行對比測試，同時兼顧力學性能取樣的方便和盡量選取局部最大剪應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）測量已切開取樣管段在沿切線雙側兩個邊在軸向的位移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）鋼管生產廠在生產上對殘余應力控制的調整方法，可參考油氣輸送用螺旋埋弧焊管的殘余應力研究中的有關內容。5.3試驗結果將測量數(shù)據(jù)以及鋼管外徑D、彈性摸量E、壁厚h等代入“