[发明专利]一种管线钢夏比冲击试样断口分离程度分级方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价高强度管线钢夏比冲击韧性试验试样断口分离程度的分级方法，特别是涉及一种采用控轧工艺生产的L555/X80强度级别的管线钢夏比冲击试样断口分离程度的评价方法。

背景技术

断口分离(也有的称断口分层)现象是控轧板材在进行机械性能试验(包括拉伸试验、冲击试验、落锤试验、CTOD试验等)和水压爆破试验时在断口处发现的二次裂纹或分层，它们垂直于断口表面、平行于钢板(板卷)表面。分离一般出现于与主应力平行的方向上，是由于与主应力垂直的应力作用下产生的表现在断口上为垂直于主断裂面的二次裂纹。这种分离裂纹在原钢板(板卷)中并不存在，只是在试验断裂过程中才出现。对于控轧钢特别是高强度管线钢，往往会出现明显的断口分离现象。

断口分离对控轧管线钢韧性的影响，虽有少数人认为断口分离的存在并不影响输气管道的裂纹扩展行为和止裂能力。但是目前比较一致的观点是：断口分离的出现会影响管道的止裂能力。出现明显断口分离的材料，系列温度夏比冲击韧性转变曲线会出现上升平台行为(RUS)。当材料有上升平台行为，且CVP/CV100＞1.25时，按照BMI双曲线法计算的止裂韧性预测值不能保证管线安全，必须在预测值基础上乘以系数CVP/CV100。因此，国内外有些管材技术条件规定，出现断口分离现象时对夏比冲击功的要求值提高50％。

天然气管道高压输送对安全性要求很高，韧性对管道的安全性有非常重要的影响。在确定西气东输二线管道断裂控制方案时，要不要考虑断口分离问题以及如何处理断口分离问题，是争论的焦点之一。

表征材料上升平台行为有CVP/CVI、CVP/CV100、CVN_Max/CVI、CVN_Max/CV100等4个参数，究竟那个更合理、更准确反映材料出现断口分离时的上升平台行为尚无定论。由于试验和材料等多种因素，有的参数有时难以确定，即使能够确定出，有时几个参数差异也很大。还有，这些参数的得出必须进行系列温度冲击试验，这对日常产品检验是不可行的，因此必须提出工程可行的断口分离评价方法。

发明内容

本发明的目的在于针对L485/X70及其以上高强度管线钢夏比冲击韧性试验试样断口提出一种定量分级方法，为进一步评价和控制管线钢材料的断口分离，提高材料止裂韧性，从而为保证管道安全奠定基础。也可以根据该方法对具体工程用管线钢材料的断口分离提出控制措施。

在对西气东输二线工程X80管线钢材料大量的夏比冲击试验试样断口分析的基础上，根据分离裂纹的长度、数量和大小顺序提出了夏比冲击试样断口分离程度定量分级方法。鉴于深度难以测量，因此，一般不考虑分离裂纹深度的影响。分级方法及步骤如下：

(1)对夏比冲击试验出现断口分离的试样，首先进行试样断口上分离裂纹长度的测量，并根据分离裂纹的长度，赋予其不同的分值m，详见表1；

(2)根据每个断口上裂纹的长度进行排序(No.1、No.2、No.3......)，赋予不同排序的断口分离裂纹不同的权重系数k，详见表2。

(3)将试样断口上每个断口分离裂纹的分值m_i与权重系数k_i的乘积相加，得到该试样断口分离的总分值M，即：

M=Σi=1nkimi]]>

n-每个断口分离裂纹的数量。

(4)根据总分值M将断口分离程度分为I、II、III、IV 4个级别，详见表。

表1不同长度分离裂纹的分值