孫宏

(中國(guó)石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司華油鋼管公司　河北　青縣　062658)

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API RP 5L3－2014輸送鋼管落錘撕裂試驗(yàn)推薦做法簡(jiǎn)介

孫宏

(中國(guó)石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司華油鋼管公司河北青縣062658)

摘要:介紹了新版的落錘撕裂試驗(yàn)(DWTT)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)API RP 5L3－2014《輸送鋼管落錘撕裂試驗(yàn)推薦做法》，并與以前的版本API RP 5L3－1996進(jìn)行了比較。對(duì)比發(fā)現(xiàn)新版的API RP 5L3－2014《輸送鋼管落錘撕裂試驗(yàn)推薦做法》仍然延續(xù)了API RP 5L3 －1996的主要技術(shù)內(nèi)容，并與國(guó)內(nèi)的常用的SY/T 6476－2013和GB/T8363－2007仍然有一定差異。

關(guān)鍵詞:API RP 5L3;試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn);輸送鋼管;落錘撕裂試驗(yàn);斷口評(píng)定

0　引言

落錘撕裂試驗(yàn)(DWTT)，也稱為有壓痕的落錘撕裂試驗(yàn)。它是由巴特爾紀(jì)念研究所在1962年發(fā)明的，當(dāng)時(shí)是美國(guó)燃?xì)鈪f(xié)會(huì)NG－18研究項(xiàng)目的內(nèi)容之一［1］。落錘撕裂試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)材料的韌性，如油氣輸送鋼管，通常其采用全壁厚試樣。輸送鋼管的主要標(biāo)準(zhǔn)如API Specification 5L，ISO 3183等均規(guī)定了落錘撕裂試驗(yàn)項(xiàng)目。目前落錘撕裂試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)主要包括，GB/T 8363－2007［2］、SY/T 6476－2013［3］，API RP 5L3－2014［4］及ASTM E436－03(2014)［5］等。本文按照API RP 5L3－2014標(biāo)準(zhǔn)的順序，從范圍、引用文件、縮略語(yǔ)、試樣、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)過(guò)程、試驗(yàn)結(jié)果處理等方面就新標(biāo)準(zhǔn)API RP 5L3－2014進(jìn)行了對(duì)比分析，并就落錘試驗(yàn)機(jī)的檢定和校準(zhǔn)作了簡(jiǎn)要介紹。

1　范圍

與API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014刪除了“1.2本標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)加括號(hào)的方式在標(biāo)準(zhǔn)、圖及表中給出了美國(guó)慣用單位的公制單位轉(zhuǎn)換。公制單位換算因子見(jiàn)附錄B”。

將該部分內(nèi)容移到了4.2，同時(shí)，API RP 5L3－1996的附錄B變?yōu)锳PI RP 5L3－2014中的附錄A，即技術(shù)內(nèi)容未發(fā)生變化。而GB/T 8363－2007則在適用范圍中規(guī)定:適用于壁厚不大于40 mm的輸送鋼管或厚度3～40 mm的鐵素體鋼、貝氏體鋼以及雙相鋼等鋼板。

2　規(guī)范性引用文件

API RP 5L3－1996為“2引用文件該推薦做法涵蓋了參照最新版本的API Specification 5L管線管規(guī)范。”API RP 5L3－2014，將其變更為“2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。API Specification 5L管線管規(guī)范”，語(yǔ)言更加規(guī)范。

3　縮略語(yǔ)

與API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014刪除了“3.1對(duì)單詞shall和should定義”，將這兩個(gè)單詞移到新標(biāo)準(zhǔn)的前言中，并增加了單詞“may”與“can”及其注釋，前者表示“許可或可選項(xiàng)”;后者表示“可能性或能力”。刪除了3.2中API和CVN的注釋，增加了t代表鋼管厚度，T代表剪切面積評(píng)定中的可忽略區(qū)域，ts表示DWTT試樣厚度。增加的這三個(gè)符號(hào)意義非常明顯，這對(duì)于后面試樣斷口面積的評(píng)定非常有用，參見(jiàn)文獻(xiàn)［6］。

4　通用信息

API RP 5L3－2014將API RP 5L3－1996中的設(shè)備章節(jié)與1.2歸入新的通用信息章節(jié)，基本內(nèi)容不變。刪除了API RP 5L3－1996中“4.5作為落錘撕裂試驗(yàn)設(shè)備的指導(dǎo)文件，沖斷夏比V型缺口試樣的最大能量與壓制缺口和人字形缺口DWTT試樣關(guān)系如圖1所示”。同時(shí)刪除了圖1。增加了“注:夏比沖擊上平臺(tái)沖擊功超過(guò)200J的鋼管落錘撕裂試驗(yàn)往往造成試驗(yàn)無(wú)效，導(dǎo)致試驗(yàn)方法效率低下”。

5　試樣

與API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014中的圖1和圖2，分別代替了API RP 5L3－1996中的圖2和圖3。并對(duì)試樣尺寸進(jìn)行了修改，見(jiàn)圖1和圖2。API RP 5L3－2014仍然規(guī)定了壓制缺口和人字形缺口兩種試樣，而GB/T 8363－2007增加了一種新的試樣類型作為輔助試樣—人字形缺口背后開(kāi)切口加墊片試樣。GB/T 8363－2007、SY/T 6476－2013及API RP 5L3－2014這三個(gè)國(guó)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣主要尺寸見(jiàn)表1。

圖1　落錘撕裂試驗(yàn)試樣及砧座尺寸

圖2　落錘撕裂試驗(yàn)人字型缺口細(xì)節(jié)

表1　各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣的尺寸與公差的規(guī)定

6　儀器設(shè)備

6.1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器設(shè)備的要求

與API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014對(duì)儀器設(shè)備的要求沒(méi)有變化。GB/T 8363－2007、SY/T 6476 －2013及API RP 5L3－2014這三個(gè)國(guó)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于儀器設(shè)備的要求基本一致。差異主要為兩支座間距離和錘刃曲率半徑，其中GB/T 8363－2007規(guī)定的錘刃曲率半徑相比后兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。另外，國(guó)際單位制和美國(guó)慣用單位制的轉(zhuǎn)換和圓整也造成了差異。具體參數(shù)見(jiàn)表2。GB/T 8363－2007則規(guī)定，支座應(yīng)有足夠的硬度(大于56HRC)、兩支座應(yīng)平行且等高、支座內(nèi)側(cè)的距離減去錘刃直徑以及2倍試樣寬度的值不小于5mm［7］。

6.2落錘試驗(yàn)機(jī)的檢定和校準(zhǔn)

截止目前，落錘撕裂試驗(yàn)機(jī)仍然沒(méi)有制定出檢定規(guī)程或?qū)β溴N撕裂試驗(yàn)機(jī)設(shè)備本身的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而這些對(duì)于設(shè)備的制造方及采購(gòu)方(使用方)是非常必要的。對(duì)于落錘試驗(yàn)機(jī)的評(píng)價(jià)及校準(zhǔn)目前基本上采用試驗(yàn)方法或依據(jù)試驗(yàn)方法制定的校準(zhǔn)方法進(jìn)行，但是校準(zhǔn)項(xiàng)目依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)是不適宜的。

表2　儀器設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)

7　試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定

7.1試驗(yàn)過(guò)程

與API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的要求沒(méi)有變化。

7.2試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定

與API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014對(duì)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定進(jìn)行了修訂，對(duì)以前容易混淆的部分予以明確規(guī)定。文獻(xiàn)［6］提出，對(duì)于API RP 5L3: 1996中的圖5，應(yīng)該明確其中的“t”的不同含義。在API RP 5L3－2014中，關(guān)于這一點(diǎn)已經(jīng)得到了修訂，“T”代表評(píng)定面積應(yīng)當(dāng)忽略的長(zhǎng)度;而“ts”代表試樣的厚度，見(jiàn)圖3～圖4。

圖3　測(cè)定剪切面積的有效評(píng)定區(qū)域

圖4　剪切斷裂及解理斷裂間斷出現(xiàn)的斷口

8　附錄B剪切面積的測(cè)量

對(duì)于修訂后的API RP 5L3－2014，與“第7章試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定”相對(duì)應(yīng)，在“附錄B剪切面積的測(cè)量”中對(duì)于SA％大于45％的試樣確定剪切面積的方法中的公式進(jìn)行了修訂。公式(1)為API RP 5L3－1996中的公式;公式(2)為API RP 5L3－2014中的公式。

另外，修訂的標(biāo)準(zhǔn)保留了API RP 5L3－1996關(guān)于有效試樣和無(wú)效試樣的定義，并沒(méi)有采用GB/T 8363－2007和SY/T 6476－2013中關(guān)于異常斷口的規(guī)定，仍然延續(xù)無(wú)效試樣的定義?？磥?lái)國(guó)際上對(duì)于高鋼級(jí)管線鋼試樣的無(wú)效試樣(異常斷口)仍然沒(méi)有達(dá)成一致。

9　結(jié)束語(yǔ)

新版的落錘撕裂試驗(yàn)(DWTT)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)API RP 5L3－2014《輸送鋼管落錘撕裂試驗(yàn)推薦做法》基本延續(xù)了API RP 5L3－1996的主要內(nèi)容，明確了試樣斷口評(píng)定中易于混淆的技術(shù)內(nèi)容，并修訂了試樣尺寸等技術(shù)指標(biāo)。在注意新舊標(biāo)準(zhǔn)差異的同時(shí)，還應(yīng)注意不同落錘撕裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的差異。

參考文獻(xiàn)

［1］Andrew Cosham，David G Jones，Robert Eiber，et al.Don＇t drop the drop－weight tear test［J］.The Journal of Pipeline Engineering，2010(9)2: 69－84.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 8363－2007，鐵素體鋼落錘撕裂試驗(yàn)方法［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［3］國(guó)家能源局.SY/T 6476－2013，管線鋼管落錘撕裂試驗(yàn)方法［S］.北京:石油工業(yè)出版社，2014.

［4］API.API RP 5L3 Recommended Practice for Conducting Drop －Weight Tear Tests on Line Pipe.4th.ed.［S］.Washington，DC: API，2014.

［5］ASTM.ASTM E436－03－2014 Standard Test Method for Drop－Weight Tear Tests of Ferritic Steels［S］.Conshohocken，PA: ASTM，2014.

［6］孫宏.輸送鋼管落錘撕裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的探討［J］.焊管，2006，29(4): 87－88.

［7］孫宏.GB/T 8363－2007鐵素體鋼落錘撕裂試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介［J］.焊管，2010，33(5): 64－66.

·經(jīng)驗(yàn)交流·

Introduction of Drop－Weight Tear Tests on Line Pipe Recommended Practice API RP 5L3-2014

SUN Hong
(North China Petroleum Steel Pipe Company of CNPC Bohai Equipment Manufacturing Co.Ltd.，Qingxian，Hebei 062658，China)

Abstract:The latest edition of Drop-Weight Tear Tests on Line Pipe Recommended Practice API RP 5L3-2014 was introduced compared with the last edition API RP 5L3-1996.It is found that the latest edition of API RP 5L3 still continues containing more technical content in the API RP 5L3-1996，but it is apparently different with SY/T 6476-2013 and GB/T 8363-2007，which are mainly used domestically.

Key words:API RP 5L3; test standard; line pipe; drop-weight tear test; fracture appearance evaluation

(收稿日期:2015－11－26編輯:屈憶欣)

第一作者簡(jiǎn)介:孫宏，男，1974年生，高級(jí)工程師，1995年畢業(yè)于四川聯(lián)合大學(xué)鑄造專業(yè)，目前從事油氣輸送鋼管及其檢測(cè)技術(shù)的研究。E-mail: sunhong1974@ sina.com

中圖法分類號(hào):TG115

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):2096－0077(2016)01－0076－04