SY/T 7318.5-2021 油气输送管特殊性能试验方法 第5部分:全尺寸断裂阻力试验.pdf

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SY/T 7318.5-2021 油气输送管特殊性能试验方法 第5部分:全尺寸断裂阻力试验.pdf

SY/T 7318.52021

5.2.7缺口处第一层采用不锈钢板作为内衬 与钢管内壁之间采用聚四氟乙烯填充;第二层

5.3.1沿钢管轴向加工表面型裂纹,如图3所示。

5.3.2对于焊接钢管,裂纹宜位于距离焊缝180°的母材位置。 5.3.3表面缺口可采用机械加工或者EDM方式加工,宽度宜不大于1.2mm,缺口尖端应锐化 5.3.4预制裂纹长度2c应为0.25D~0.5D,宜选择0.25D、0.38D、0.5D三个长度。 5.3.5预制裂纹深度a宜在0.4t~ 0.8t之间选择

DB33T 608.2-2015 机动车维修业开业条件 第2部分:汽车专项维修业户SY/T 7318.52021

5.4.1试验前应对试样进行外观和尺寸(管径、壁厚、周长等)检测、无损检验,对焊缝进行无损探伤。 5.4.2试验前应对试样进行管体横向拉伸、系列温度夏比冲击试验、紧凑拉伸和单边缺口拉伸试验。 通过管体横向拉伸和系列温度夏比冲击试验获得材料基本力学性能,管体横向拉伸和系列温度夏比 冲击试验按照ASTMA370的要求进行。通过紧凑拉伸试验和单边缺口拉伸试验获得材料裂纹扩展 力曲线。紧拉伸试验按照GB/T21143的要求进行,单边缺口拉伸试验按照SY/T7318.2的要求 进行。

6.1测试装置整体布局

端部密封、进水和排气参照SY/T5992进行。 余塑性应变和影像资料,宜在缺口附近按附录,

典型试验整体布局示意图如图4所示,水压在试样端部输入,恒定电流在缺口两侧输入,并在 缺口两侧采集缺口张开位移、电势差数据,在缺口尖端采集应变、温度数据,在试样端部采集内压数 居。缺口张开位移由夹式引伸计采集,电势差由专用直流电势差装置采集,应变由应变片采集,温度 由热电偶采集,内压由压力传感器采集

图4试验整体布局示意图

6.2.1夹式引伸计通过刃口夹持装置进行安装,引伸计夹持位置的缺口应符合ASTME399的规定, 保证在试验过程中能够支撑引伸计并且不发生移动。 6.2.2宜采用螺钉方式来安装夹式引伸计,并满足以下要求: a)螺孔中心到缺口表面的垂直距离宜尽量小,但应大于1.5~2倍螺钉直径; b)螺孔深度应大于2.0mm,且在缺口深度大于4.0mm的情况下小于缺口深度的一半; c)螺孔需垂直于试样表面; d)螺钉安装时需要拧紧。 6.2.3对于轴向穿透型裂纹整管试验,同一位置只需安装一个夹式引伸计。 6.2.4对于轴向表面型裂纹整管试验,同一位置需在试样表面不同高度处安装两个夹式引伸计(双弓 伸计)

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5采用双引伸计方法时,推荐采用图5所示进行布置。两个引伸计的刃口垂直高度差(h一 E0.25~2倍试样壁厚t之间。

图6电势差法测量原理

6.3.2直流电源最小可输出电流应不小于20A,通过电源线与焊接在试样初始缺口两侧的接线柱相连 接,为试样提供恒定或脉冲电流。 6.3.3缺口处电势差信号由信号线采集,电势差采集信号线应采用屏蔽线以降低干扰,采集到的微弱 电势差信号通过前置放大器进行放大并通过滤波器滤波后传输到数据采集仪进行存储。 6.3.4电势差采集信号线通过点焊焊接到试样缺口两侧,构成电势差测点,电势差测点位于电流接线 柱内侧。 6.3.5前置放大器的放大倍数宜为1000倍,宜尽可能靠近电势差测点。

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.4.1试验装置中应全少安装两个 其量程应为试样承受最大压力 的1.5倍。 6.4.2压力表精度宜为0.5级及以上。

6.5.1应至少安装两个热电偶来监测试样温度,热电偶宜安装在缺口附近。 6.5.2热电偶通过点焊进行安装。 6.5.3热电偶的分辨率应优于0.2℃

6.8.2电流接线柱安装于预制裂纹中心垂线上,距离预制裂纹中心线D/8处。 5.8.3两套电势差测点(EP1)安装于预制裂纹初始缺口两端,一套电势差测点(EP2)安装于预制 裂纹中间。每套电势差两个测点跨距d=6mm,预制裂纹中心线位于两个测点中间。预制裂纹初始缺 口两端的电势差测点主要用于监测裂纹起裂,中间的电势差测点用来测量整个裂纹生长过程。 6.8.4两套夹式引伸计(CG1)安装于预制裂纹两端,一套夹式引伸计(CG2)安装于预制裂纹中

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6.9轴向表面型裂纹试样直流电势差装置及夹式双引伸计安装位置 6.9.1采用一套电势差测点及一套夹式双引伸计进行测试,安装位置如图8所示。 6.9.2电流接线柱安装于预制裂纹中心垂线上,距离预制裂纹中心线D/8 6.9.3一套电势差测点(EP3)安装于预制裂纹中间,电势差两个测点跨距d=6mm,预制裂纹中心 线位于两个测点中间。 6.9.4一套夹式双引伸计(CG3、CG4)安装于初始裂纹中间,夹式双引伸计跨距d宜为8.0mm 14.0mm,高低夹式引伸计间距d≤20mm

7.1.1试样仪器仪表化后将试验管路注水或者冷却液。 7.1.2当最低试验温度在0℃以上时,宜采用水作为加压介质;当最低试验温度在0℃及以下时,应 采用冷却液作为加压介质。 7.1.3正式试验前,将水或者冷却液加压至0.2MPa并保压30min,检查是否存在泄漏。同时开启所 有检测仪表,检查仪器仪表是否工作正常。 7.1.4正式试验中,对试样持续加压并进行数据采集。 7.1.5合理控制加压速率,加压速率宜控制在0.1MPa/min~0.5MPa/min,从加压开始至试验结束时 间宜控制在2h内。 7.1.6当载荷开始下降或者试样出现泄漏情况试验结束

7.2.1当使用电势差法测量时,应特别注意控制环境温度波动不超过2℃ 7.2.2 在试验过程中,试样温度应保证稳定、 , 变化应不超过 ±1℃

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7.3.1通过数据采集仪同步实时采集压力P、电势差测点电势差Ut、夹式引伸计张开位移V、温度1 等信号,生成压力P、电势差U及夹式引伸计张开位移V随时间变化曲线。 7.3.2直流电势差装置数据采集和处理要求: a)直流电源提供10A~15A的电流,电流维持3s后,转换电流方向,以便消除热电效应的影响; b)采集的电压信号经过前置放大器和滤波器后,由数据采集仪记录; c)将数据采集仪记录的相邻10个正电位点和10个负电位点的绝对值相加取平均值作为一个有 效电势差数据点。

3.1轴向穿透型裂纹整管试验数据处理和分析

8.1.1通过直流电势差校准曲线计算得到不同时刻的裂纹长度2c,裂纹长度2c为预制裂纹长度2c

其中: C1=2 Co ; U.

8.1.3如图9所示,建立裂纹端部夹式引伸计(CG1)张开位移V与试样内压p及裂纹端部电势差测 点(EP1)电势差U的关系。数据处理注意事项包括: a)裂纹同一端的CG1与EP1为一组数据,分析时可只取裂纹一端的数据; b)通过在电势差曲线的起始段(V从0开始逐渐增大的阶段)进行线性拟合得到线性段,在此 阶段裂纹尖端发生钝化但无扩展; c)电势差曲线上线性段的终点即为裂纹起始扩展点,此时对应的压力即为裂纹起始扩展压力P。; d)压力曲线的最高值为Pr。 8.1.4采用EP2所采集到的电势差U,由公式(1)和公式(2)计算得到不同时刻的裂纹沿轴向扩 展量2c。 8.1.5建立裂纹长度2c与压力p的关系曲线,如图10所示。压力超过P。之后,裂纹开始稳态扩展, 压力超过P之后裂纹失稳扩展。最大压力P对应的裂纹长度为2C。 8.16应按照附录 C 计算。得到不同压力 n下的 I

8.1.6 应按照附录 C计算,得到不同压力 p

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4和8.1.6计算结果,得到/随△2c变化的裂纹

图9夹式引伸计张开位移V与试样内压p及电势差U的关系示意图

8.2轴向表面型裂纹整管试验数据处理和分析

穿透型裂纹长度/表面型裂纹深度与压力的关

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得直流电势差校准曲线中系数a2、as、a4,也可从附录B中获取。 计算裂纹深度a时,采用EP3所采集到的电势差。 .2通过公式(4)计算得到不同时刻的裂纹扩展量Aa,其中a由8.2.1计算得到。

8.2.3如图9所示,建立裂纹中部高/低夹式引伸计(CG3/CG4)张开位移V与试样内压p及裂纹中 部电势差测点(EP3)电势差U的关系,数据处理事项包括: a)CG3或CG4的张开位移V均可使用; b)通过在电势差曲线的起始段(V从0开始逐渐增大的阶段)进行线性拟合得到线性段,在此 阶段裂纹尖端发生钝化但无扩展; c)电势差曲线上线性段的终点即为裂纹起始扩展点,此时对应的压力即为裂纹起始扩展压力P。; d)压力曲线的最大值为Pr 8.2.4采用EP3所采集到的电势差U由公式(3)和公式(4)计算得到不同时刻的裂纹沿壁厚方 向扩展量公a。 8.2.5建立裂纹深度a与压力p的关系曲线,如图10所示。压力超过P之后,裂纹开始稳态扩展, 压力超过P之后裂纹失稳扩展。最大压力P对应的裂纹深度为af。 8.2.6应按照附录D计算,得到不同时刻下的CTOD()。 8.2.7根据8.2.4和8.2.6计算结果,得到随△a变化的裂纹扩展阻力曲线。 8.2.8试样泄漏后,如果预制裂纹处没有明显鼓胀及沿轴向扩展,则试样未发生断裂,仅仅发生泄 漏。如果预制裂纹处明显鼓胀且裂纹沿轴向扩展明显超出2C,则试样发生了断裂

8.3LBB准则评估图

图11LBB准则评估图

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可通过轴向表面型裂纹全尺寸试验对LBB准则边界线进行验证,验证要求如下: a)由8.2.8判断试样发生泄漏还是断裂; b)如符合由穿透型裂纹整管试验建立的LBB准则,则判定建立的LBB准则有效,可在安全评 价中使用; c)如不符合由穿透型裂纹整管试验建立的LBB准则,则判定建立的LBB准则无效,需重新开 展试验。

可通过轴向表面型裂纹全尺寸试验对LBB准则边界线进行验证,验证要求如下: a)由8.2.8判断试样发生泄漏还是断裂; b)如符合由穿透型裂纹整管试验建立的LBB准则,则判定建立的LBB准则有效,可在安全评 价中使用; c)如不符合由穿透型裂纹整管试验建立的LBB准则,则判定建立的LBB准则无效,需重新开 展试验。

应按照附录E的规定提供试验报告。

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在缺口附近标记网格,推荐的网格区域宽度为缺口两侧各45范围,网格区域长度可在预估的裂 纹沿轴向扩展长度至整根钢管长度之间选择,网格标记如图A.1所示,裂纹扩展路径采用小格网格, 网格宽度不大于10mm,其余位置采用大格网格,网格宽度不大于50mm。在标记网格之前,对钢管 上表面进行打磨以去除氧化层,打磨区域应大于网格区域。采用酒精清洗去除表面残留灰尘,并保持 表面干燥,防止进一步生锈。采用金属尺、记号笔和刻刀来刻画网格。

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表B.1穿透型裂纹试样校准曲线参数

表B.2表面型裂纹试样校准曲线参数

应采用公式(C.1)计算J(参考文献[21):

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附录C (规范性) 含轴向穿透型裂纹钢管J计算方法

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使用夹式双引伸计法时,应在图D.1描述的截面上,使用三角形法则外推上下引伸计位移至试 纹前端,得到CTOD值,应使用公式(D.1)计算CTOD:

1使用双引伸计法计算CTOD使用的裂纹截面

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应按表E.1记录数据,拉伸试验应得到拉伸全曲线NBSHT 0562-2013 低温下发动机油屈服应力和表现黏度测定法,应分别通过紧凑拉伸试验和单边缺口拉伸试 验获得材料裂纹扩展阻力曲线。

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E,2爆破试验测试结果

E.2.1 穿透型裂纹整管试验

表 E.2穿透型裂纹试验

YY/T 1161-2009 肿瘤相关抗原CA125定量测定试剂(盒)(化学发光免疫分析法)SY/T 7318.52021

中华人民共和国 石油天然气行业标准 油气输送管特殊性能试验方法 第5部分:全尺寸断裂阻力试验 SY/T 7318.52021 石油工业出版社出版 (北京安定门外安华里二区一号楼) 北京中石油彩色印刷有限责任公司排版印刷 新华书店北京发行所发行 880×1230毫米16开本1.75印张47千字印1—400 2022年1月北京第1版2022年1月北京第1次印刷 书号:1550218296定价:35.00元 版权专有不得翻印

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