[发明专利]避免大壁厚高韧性X80钢管DWTT异常断口的DWTT试样及其方法

说明书

本发明公开了一种避免大壁厚高韧性X80钢管DWTT异常断口的DWTT试样及其方法，包括长方体结构的试样，试样的顶部中心处设置有沟槽，沟槽内设置有焊珠，焊珠上设置有线切割加工缺口。能够消除大壁厚高韧性X80钢管出现DWTT异常断口。

技术领域

本发明属于材料韧性测试技术领域，具体涉及一种避免大壁厚高韧性X80钢管DWTT异常断口的DWTT试样及其方法。

背景技术

天然气是一种清洁能源，也是一种易燃、易爆的危险介质，高压天然气管道一旦长程开裂将造成巨大难灾和损失，因此必须保证管道的安全性。为了提高管道输送的经济性，天然气管道发展的趋势是高压、大口径、大壁厚、大输量，采用的钢管也随之向高钢级(高强度级别)方向发展。我国天然气管道用管线钢管近年来发展非常快，X70级别钢管在西气东输一线成功应用后，西气东输二线、三线、四线以及中俄东线等重大管道工程相继开始大规模使用X80级别的钢管。

钢管DWTT断口的剪切面积是评判高钢级管道中高速扩展的裂纹能否止裂的关键技术指标。然而在X80高韧性钢管的DWTT试验中经常出现异常断口。根据API RP 5L3的规定，正常DWTT断口形貌应为脆性起裂，然后延性扩展。而当出现异常断口时，裂纹在DWTT试样缺口根部以韧性起裂，在随后的断裂扩展中断裂的形式由韧性转变为脆性。根据API 5L/ISO 3183的规定，当DWTT试样出现异常脆性断口时，试样应判为无效，需要重新取样试验。但是对于高韧性X80钢管，重新试验仍避免不了异常断口的产生，而且极大浪费时间和成本。目前国内外在DWTT异常断口的产生、影响因素和评判方法等方面，开展了一些研究工作，但仍没有公认和可靠的判定准则。随着我国重大管线建设的进行，DWTT试样中异常断口更是频繁出现。因此需要设计一种改进的DWTT试样，来保证在进行高韧性、大壁厚X80钢管DWTT试验时，裂纹在DWTT试样缺口根部脆性启裂然后延性扩展。

高压天然气管道一旦开裂并长程扩展，将造成巨大灾害和损失。钢管DWTT断口剪切面积是材料抵抗延性裂纹扩展能力的关键技术指标。但是对于现代X80高强度高韧性大壁厚管线钢管，传统的DWTT试验中出现了大量异常断口，导致试验失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种避免大壁厚高韧性X80钢管DWTT异常断口的DWTT试样及其方法，消除高韧性(夏比冲击功300J以上)，大壁厚(壁厚20mm以上)X80钢管DWTT试验中异常断口的产生。

本发明采用以下技术方案：

一种避免大壁厚高韧性X80钢管DWTT异常断口的DWTT试样，包括长方体结构的试样，试样的顶部中心处设置有沟槽，沟槽内设置有焊珠，焊珠上设置有线切割加工缺口。

具体的，试样的长为300±5mm，宽为76±1mm，壁厚为钢管原壁厚。

具体的，沟槽顶部宽度为18±0.05mm，沟槽深度为17.5±0.05mm，沟槽底部圆弧直径为

一种避免大壁厚高韧性X80钢管DWTT异常断口DWTT试样的制备方法，包括以下步骤：

S1、沿钢管横向切取DWTT毛胚样并进行展平，加工DWTT试样，在试样顶部加工沟槽，沟槽采用机械加工的方式；

S2、采用碳钢加工引弧板和间隔板，引弧板和间隔板上的沟槽尺寸与DWTT试样上的沟槽尺寸相一致；

S3、将加工好的DWTT试样排成一排，DWTT试样中间采用点焊焊接间隔板进行间隔，第一和最后一个DWTT试样上采用点焊焊接引弧板用于引弧，引弧板与间隔板的沟槽与DWTT试样的沟槽相对齐；

S4、采用高强度脆性焊条，控制焊接参数对试样沟槽处进行手工焊接；

S5、试样冷却后，将DWTT试样与间隔板及引弧板分离，用砂轮片和砂纸将焊珠处打磨平整后在焊珠中间标记切割线。