Q_SY06363-2023管道全尺寸环焊接头极限拉伸应变测试方法.docx

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1、O/SY中瓯油羯集酣船同触辘Q/SY063632023管道全尺寸环焊接头极限拉伸应变测试方法Testmethodsforultimatetensilestrainoffull-scalegirthweldedjointof,pipeline20231201实施20231019发布中国石油天然气集团有限公司发布目次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14原理25试样制备25.1 一般规定25.2 试样焊接与检测25.3 平行试样的焊接及性能测试35.4 原始缺陷及人工缺口36试验装置46.1 一般规定46.2 加载系统46.3 内压系统56.4 低温系统66.5 测量系统66.6 安

2、全防护77试验步骤77.1 一般规定77.2 试验准备77.3 试样尺寸测量77.4 试样安装77.5 试验温度77.6 试样加内压87.7 试样加载87.8 试验过程监测87.9 试验后测量87.10 试验后缺口测量87.11 断口分析88测试结果88.1 极限拉伸应变88.2 缺口张开位移99试验记录和报告9附录A（资料性）管道全尺寸环焊接头拉伸试验数据记录表IO附录B（资料性）管道全尺寸环焊接头弯曲试验数据记录表11附录C（资料性）平行试样试验数据记录表12Il本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第I部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国石油天然气集团有限公司

3、标准化委员会石油石化工程建设专业标准化技术委员会提出并归口。本文件起草单位：中国石油管道局工程有限公司、宝鸡石油钢管有限责任公司、中国石油集团渤海石油装备制造有限公司。本文件主要起草人：李硕、刘宇、赵红波、靳海成、苏鑫、尹长华、张振永、韩涛、肖健、张锦刚、郭晓疆、李惮铮、祝少华、谷云龙、巩熙、高霞、周嘉伟、姚登樽、吴林恩、陈小伟、徐晓林、由宗彬、刘卫朋、韦奉。本文件审查专家：帅健、张亚军、张宏、常亮，王俊强、曹宇光、王连庆、杨柳青、邸新杰、牛虎理、张琴、杨燕、冯斌、李科、史金璨、汤目光、石磊、汪风、周怡。II管道全尺寸环焊接头极限拉伸应变测试方法1范围本文件规定了管道全尺寸环焊接头极限拉伸应变

4、测试的原理、试样制备、试验装置、试验步骤、测试结果、试验记录和报告等内容。本文件适用于油气输送管道全尺寸环焊接头极限拉伸应变的测试，输送其他介质的管道可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注口期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T2651焊接接头拉伸试验方法GB/T2652金属材料焊缝破环性试验焙化焊接头焊缝金属纵向拉伸试验GB/T9711石油天然气工业管线输

5、送系统用钢管GB/T12160金属材料单轴试验用引伸计系统的标定GB/T13992金属粘贴式电阻应变计GB/T16825.1金属材料静力单轴试验机的检验与校准第1部分：拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准GB/T21143金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法GB/T28896金属材料焊接接头准静态断裂韧度测定的试验方法GB/T31032钢质管道焊接及验收NB/T47013.1承压设备无损检测第1部分：通用要求NB/T47013.3承压设备无损检测-第3部分：超声检测NB/T47013.4承压设备无损检测第4部分：磁粉检测NB/T47013.5承压设备无损检测第5部分：渗透检测SY/T41

6、09石油天然气钢制管道无损检测Q/SY06316.3油气储运工程焊接技术规范第3部分：管线钢环焊接头宽板拉伸试验3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1全尺寸环焊接头试样full-scaletestspecimenofgirthweld用于全尺寸拉伸或弯曲试验的带有环焊接头的整管试样。3.2环焊接头极限拉伸应变ultimatetensilestrainofgirthweldedjoint对全尺寸环焊接头试样进行拉伸加载，载荷达到最大值时，试样（以环焊缝为中心2倍外径长度范围内）的平均拉伸应变。对全尺寸环焊接头试样进行弯曲加载，在试样屈曲失稳前外弧发生断裂的情况下，载荷达到最大值时，试样外

7、弧侧顶点（以环焊缝为中心2倍管外径长度范围内）的平均拉伸应变。3.3平行试样parallelsample采用与全尺寸环焊接头武样相同的管材、焊材，焊接工艺制备的焊接接头，用于获取环焊缝的力学性能。3.4母材应变basemetalstrain距环焊缝中心0.5倍外径位置处母材标距内的伸长量与标距的长度之比的百分率。4原理采用全尺寸整管拉伸试验机或弯曲试验机，在试样带内压或不带内压的工况下，对全尺寸环焊接头试样进行拉伸或弯曲加载，并实时采集加载过程中全尺寸试样整体，以及母材、环焊缝及其缺陷等特定区域载荷、位移、应变等参数，直至全尺寸拉伸试样发生拉伸断裂或弯曲试样受拉侧断裂。根据全尺寸试样的载荷一位

8、移、载荷一应变曲线，分析确定全尺寸环焊接头极限拉伸应变。5试样制备5.1 一般规定5.1.1 全尺寸环焊接头试样应取自实验室焊接制备试样，以及新建或在役管道的环焊缝试样等。5.1.2 试验前应对全尺寸环焊接头试样进行清理，内、外表面应无残留物。5.1.3 试验前应详细记录全尺寸环焊接头试样的钢级、管径、壁厚及焊接工艺等数据，并做好试样标记。5.1.4 全尺寸环焊接头拉伸试样长度不应小于4倍外径。每个全尺寸环焊接头拉伸试样应至少带有1道环焊缝，每个钢管管段长度宜为1.5倍外径。5.1.5 全尺寸环焊接头弯曲试样长度不应小于8倍外径。每个全尺寸环焊接头弯曲试样应带有1道环焊缝，环焊缝应位于试样的正

9、中间位置。5.2 试样焊接与检测5.2.1 应制定满足试验要求的焊接工艺，并按焊接工艺对全尺寸环焊接头试样的管段端部进行坡口加工及焊接。焊接完成后，应根据试验要求，对环焊接头进行外观检查、无损检测。外观检查可按照GB/T31032的规定执行，无损检测可按照SY/T4109的规定执行。5.2.2 全尺寸环焊接头试样钢管的两端应先进行坡口加工，再与夹头或堵头进行焊接。焊缝无损检测应符合NB/T47013.1、NB/T47013.3、NB/T47013.4、NB/T47013.5的规定，焊接接头质量等级不应低于H级。5.3 平行试样的焊接及性能测试5.3.1实验室焊接制备全尺寸环焊接头试样时，宜制备

10、1道焊口作为平行试样。5.3.2对于新建管道全尺寸环焊接头试验，可采用同批次的钢管、焊接材料，以及相同焊接工艺进行焊接的焊接接头。5.3.3对于在役的管道全尺寸环焊接头试验，可采用与全尺寸试样相邻的管道环焊接头作为平行试样。5.3.4应对平行试样的力学性能进行测试，测试项目应包括母材及环焊缝的拉伸性能、冲击韧性及断裂韧度，并做记录。环焊缝试样取样位置参见图1；拉伸性能测试应符合GB/T228.1、GB/T2651和GB/T2652的规定；冲击韧性测试应符合GB/T229的规定；断裂韧度测试应符合GB/T21143和5.4.1原始例S5.4.1.1 实验室制备、新建或在役管道全尺寸环焊接头试样可

11、含环焊缝缺陷。5.4.1.2 试验前应采用无损检测方法确定原始缺陷类型、位置及尺寸。无损检测可按照SY/T4109的规定执行。5.4.2ATtt5.4.2.1当需要分析缺陷对应变极限影响时，应在环焊缝或热影响区位置加工人工缺口，人工缺口形状参见图2。图2人工缺口形状示意图标引序号说明：D钢管外径，单位为亳米（mm）;1缺口尖端。5.4.2.2缺口加工前应采用冷加工的方式去除缺口处焊缝余高，使加工后的焊缝与临近母材平滑过渡。5.4.2.3缺口加工前宜对加工缺口位置的焊接接头进行研磨和金相浸蚀，定位缺口位置。5.4.2.4可采用电火花（EDM）或机械加工的方式加工缺口，缺口尖端宽度应小于0.2mm

12、。5.4.2.5加工热影响区缺口时，缺口尖端应位于热影响区内，且与焊缝熔合线的距离不应超过0.5mmO5.4.2.6 缺口深度不应超过0.8倍壁厚。5.4.2.7 缺口长度偏差应小于0.5mm,深度偏差应小于0.15mm。6试验装置6.1 一般规定6.1.1 试验装置宜包括加载系统、内压系统、低温系统、测量系统和安全防护系统等。6.1.2试验装置应能在试验过程中对以下试验参数进行实时测量：a）加载装置的载荷，b）特定位置上的应变；c）特定区域的位移；d）试验管道内部介质压力（适用时）e）试样温度。6.1.3我荷、位移、应变、压力、温度等测量装置应检定或校准合格，并在有效期内使用。6.2加载系统

13、6.2.1拉伸加载系统6.2.1.1拉伸加载系统主要包括油缸、顶柱、横梁，拉伸加载系统示意图见图3。6.2.1.2加载系统应具备单调轴向加我的能力。6.2.1.3轴向加载系统宜采用液压加载方式，可采用单油缸或多油缸加载。6.2.2弯曲加载系统6.2.2.1弯曲加载系统应主要包括载荷施加装置、加载力臂，可采用两点弯或四点弯加载方式。弯曲加载系统两点弯示意图见图4a）,弯曲加载系统四点弯示意图见图4b）6.2.2.2加载系统宜采用液压加载方式。6.2.2.3应根据试验机、试样规格及试验方案，选择加载和约束管托的形状和尺寸，保证试样局部的稳定性。6.3内压系统6.3.1应采用电动往复式柱塞泵或其他能

14、满足试验要求的试压泵或液压源。6.3.2试压泵的额定出口压力不应小于试验压力的1.5倍。6.3.3内压系统应具有压力保持功能，确保试验压力波动范围在0IMPa之内。6. 3.4常温下可采用水作为内压系统的介质。低温时应采用低温冷却介质。6.4 低温系统6.4.1 可采用在全尺寸试样外部制冷或试样内部注入冷却介质的方式实现低温试验环境。6.4.2 低温系统应配备测温和控制系统，以确保控温精度小于或等于2。6.5 测系统6.5.1测量系统应具有力、位移、应变、内压、温度等测量功能，并在试验过程中实时测量与记录。6.5.2测力系统校准应符合GB/T16825.1的规定，准确度不低于1级。6.5. 3

15、夹式引伸计的准确度应符合GB/T12160的规定。6.5.4应变片(计)的安装及精度应符合GB/T13992的规定。6.5.5应变片、夹式引伸计和位移传感器安装位置参见图5。标引序号说明：D钢管外径，单位为塞米(mm);1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、Ih12应变片13、14、15位移传感器，其中，13、14为母材应变测量位移传感器，15为踏焊缝应变测量位移传感器；16夹式引伸计：17人工缺1.l或原始缺陷：18环焊缝。图5应变片、夹式引伸计和位移传感器安装位示意图6.5.6应至少安装5个热电偶来监测试样的温度，热电偶宜采用的安装位置见图6,其中1个热电偶安装在人工缺口附近，另外4个热电偶均布在环焊缝两侧。标引序号说明：1、2、3、4、5热电偶:6一一人工缺口或原始缺陷:7环焊缝，图6热电偶安装位示