管线钢落锤撕裂试验的能量测试.pdfVIP

维普资讯 焊管 ·第 29卷第2期 ·2006年3月 管线钢落锤撕裂试验的能量测试 王树人 ，代文科 ，山静民 (1．中国石油天然气管道局钢管厂，辽宁 辽阳 111000； 2．鞍钢化检验中心，辽宁鞍山114001；3．陕西科技大学，陕西咸阳712000) 摘 要：通过对国产落锤撕裂试验机能量测试系统的开发与研 究，以及该系统在鞍钢化检验 中心的成功应用，展示了该系统的可靠性。该系统的研制成功为定量研究各种 因素对管线钢 断裂韧性的影响以及从理论上研究管线钢承受冲击载荷的断裂机理提供了试验支持，提高了 检验水平 ．健全 了试验方法和手段。 关键词：管线钢；落锤撕裂；试验；能量测定 中图分类号：TB302 文献标识码：B 文章编号：1001-3938(2006)02—0047—02 对于高韧性、大壁厚的管线钢来说，普通夏比 样从变形开始到完全断裂所吸收的总功值。利用 冲击试样尺寸过小，不能反映实际构件中的应力 计算机数据采集和分析系统绘出载荷 一变形曲 状态，而且结果离散性大，不能满足某些特殊要 线，曲线下的面积即为落锤打击试样过程中落锤 求，而落锤撕裂试验 (owa-r)的结果与钢管全尺 作用于试样上的载荷所作的功，即试样吸收的能 寸爆破试验结果相当吻合，更能接近材料的使用 量。所以，根据载荷一变形曲线，可以绘出能量一 状态，反映其断裂的真实情况，且容易操作，因此 变形曲线。 被广泛应用于管线钢断裂韧性的评价，成为重要 W=』F()ds， 的质量验收指标之一。在 《西气东输工程用螺旋 式中 _-试样吸收的能量，J； 缝埋弧焊管技术条件》2．2中不但要求对试样的 F(s)一试样所受的力，N。 剪切面积进行评价，同时还要求提供落锤撕裂试 验的能量值。鉴于国内目前只有少数科研单位能 2 系统结构设计 够进行能量测定，而大多数钢厂和制管厂都不能 提供准确能量测量值的情况，我们 自主开发、研制 测试系统结构如图 1所示，通过光电传感器 出了国产落锤撕裂试验机的能量测试系统，成功 测量出即时速度，通过锤头上的力传感器测量出 地解决了这一问题。 瞬时力值，把这两方面的数据传送到信号调理器， 再把调理好的信号通过数据采集卡发送给计算 1 能量测量原理[ 机，由系统数据采集处理软件进行处理，得出各种 测量数据，反馈给计算机打印出试验报告。 能量的测量一般有三种方法：动能差法、势能 差法和微元积分法，本系统采用微元积分法。通 光 电传感器 过安装在锤头上的力传感器测量试验过程中瞬时 力值．厂(t)，同时通过安装在试验机上的速度传感 力传感器 器测量锤头的即时速度 ()，通过系统计算出瞬 时位移s()，由．厂(t)和s(t)可以得到任一瞬时力 值和变形的关系F(s)，这样每一时刻的力值 F(s) 数据采集处理软件 与其变形的微分 的乘积就是每一瞬时的 “即时 功”。把对应于不同时刻的功值积分即可得到试 图1 测试系统结构框图 维普资讯 焊 管 2006年3月 3 试验 曲线分析 五 ＼棺辐懵是 身的带宽，本测试系统的频响远远大于冲击脉冲 的带宽，这就保证了信号不会失真。 在试验中可以同时获得载荷 一变形曲线和能 4．2 测试