【石油天然气行业标准(SY)】 输送钢管落锤撕裂试验方法

ICS 75. 180. 01
备案号：22053—2007
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6476--2007
代替SY/T6476-2000
输送钢管落锤撕裂试验方法
Practice for drop - weight tear tests on steel line pipe2007—10—08发布
国家发展和改革委员会
2008—03—01实施
1范围
符号和缩略语
3试验设备
4试样
4.1试样加T
4.2缺口几何尺寸：
4.3试样的壁厚
5.1试样的加热和冷却
5.2试样的空置和重新加热、冷却6试样断口的剪切面积试验结果
7冲击能量测试
8试验报告
附录人（规范性附录）
剪切面积的测量
附录B（规范性附录）
异常断口剪切面积的评定
附录C（资料性随录）试样的冲击能量次
SY/T 64762007
SY/T 6476—2007
本标准代替SY/T6476-2000《输送钢管落锤撕裂试验方法》。本标准与SY/T6476—2000相比，主要变化如下：对标准名称、适用范围、试样的加工要求、试样的尺寸精度、试样加热和冷却保温时间和试样评定程序的说明等进行了修订；-对SY/T6476一2000中符号定义和剪切面积计算公式中的错误进行了订正：增加了对试验设备的要求、气体介质加热和冷却制度以及异常断口剪切面积的评定方法。本标准的附录A和附录B均为规范性附录，附录C为资料性附录。本标雅由石油管材专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：中国天然气集团公司石油管材研究所、北京华油天然气有限克任公司、华北石油钢管厂、宝鸡石油钢管有限贡任公司。本标准主要起草人：陈宏达、冯耀荣、张宏江、王晨、张立英、杨忠文。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：SY/T 6476---2000。
1范围
输送钢管落锤撕裂试验方法
SY/T 64762007
本标准规定广输送钢管落锤撕裂试验的定义和符号、试验设备、试样、试样的试验、试样的评定和试验报告等内容。
本标准适用于输送钢管和制管用钢板、板卷的落锤撕裂试验和结果评定。2符号和缩略语bZxz.net
下列符号和缩略语适用于本标准。一落锤撕裂试验：
管线钢管外径与壁厚之比，
CVN—夏比V型缺冲击功
-剪切面积占分比。
3试验设备
3.1试验机结构形式不限，但应具有在一次冲击下将试样完全冲断的足够能量。3.2试验机应有坚实的地基和稳固的主体结构：落锤部分的所有配重等零部件应始终处于紧固状态。
3.3冲击时锤的速度应在5m/s~9m/s的范国内，锤刃曲率半径应在25.4mm土6.4mm范围内。3.4试样应放人试验机内，使缺口与锤刃口中心线对齐，偏差应在1.6mm范围内。试样缺口应位于支撑砧座的中央。
3.5试样支撑砧座的圆角半径不应大于16.0mm。3.6图1中给出了夏比V型缺口冲击功（CVN）及压制缺口和人字型缺1DWTT试样的最人能量之间的关系，为设计落锤撕裂试验设备和冲击能量的选用提供指导。4试样
4.1试样加工
4.1.1应按标准和用户要求在钢管和制管用钢板、板卷的规定部位截取横向、纵向或其他方向的试样。图2给出了焊接输送钢管的取样部位。4.1.2钢管的D/t大于或等于40时，试样应压平，如D/t小于40，试样中部长度为25mm~51mm一段可保持未压半状态。如试样出现翘曲，则试验结果无效，应另取试样重新进行试验。当压平和未压平试样的试验结果有明显差别或仲裁试验时，应以未压平试样的试验结果为。4.1.3试样可采用锯、剪切或火焰切割方法从管体上截取。除缺门外，所有加下部位应采用机械加上的方法，按图3所示的试样尺寸利公差进行加工。如试样采用火焰切割力法截取，机械加工时应去除锤击和缺口侧两个表面的热影响区。4.2缺口几何尺寸
对韧性较低的管线钢，优先选用压制缺门；对韧性较高的管线钢，优先选用人字型缺口。人字型缺口在降低房裂能的同时，可减少异常断口（见6.4)，即无效试样出现的频率。4.2.1、压制缺口：应采用夹角为45°±2°的锐利（不带圆角）工具钢刃型压头，压制出符合图3a）1
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要求的缺口。不允许采用机械加工方法加工缺口。可使用能控制刃型压头压人深度的组合夹具。4.2.2人字型缺口：应采用机械加工的方法垂直试样边缘加工出如图4所示形状的缺口。缺口宽度不应超过1mm，缺口底部可为圆底，也可为平底25.4
压制缺口DWTI
人字型缺口DWTT
焊缝、
直焊缝钢管
全尺寸夏比V型缺口能量，J
CVN与压制缺口和人字型缺口DWTT能量之间的关系煜等
螺旋焊缝钢管
图2焊接输送钢管落锤横向试样的取样位置4.3试样的壁厚
原始壁厚不大于19.0mm，应采用钢管或钢板的全壁厚试样。原始壁厚大于19.0mm，在钢板或钢管上截取的试样应为全壁厚试样或壁厚减薄试样，减薄时可从试样的一个或两个表面进行加工，将厚度减薄至19.0mm。壁厚减薄试样的实际试验温度应低于规定的试验温度，其试验温度的降低量见表1。
R14.3±1.6
R14.3±1.6
R25.4±6.4-
R25.4±6.4-
305±5
RO.025-0.2
45±2°
a）压制缺口
305±5
b）人字型缺口
图3落锤撕裂试验试样及砧座尺寸5±0.5
图4落锤撕裂试验人字型缺口试样尺寸表1试验温度的降低量
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单位为毫米
单位为毫米
试验温度的降低量
19.0~-22.2
>22.2~28.6
>28.6-39.7
在降低后的温度下进行试验，但应采用原规定温度做标志。6
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5试验
5.1试样的加热和冷却
5.1.1液体介质：试样应完全浸泡在装有适宜液体介质的浴中，试样之间以及试样与浴槽壁、浴槽底部之问至少应有25mm或一个试样厚度的间距，取较大者。应采取措施，使浴槽内的液体流动以保证温度均匀，使所有液体部位的温度与试验目标温度相差不超过土1℃。最短的保温时间应符合表2的要求：
表2试样在液体介质中最短的到温保持时间厚度
12.7~25.4
>25. 4~~38. 1
5.1.2气体介质：将试样置丁密闭的容器内，试样之间和试样与容器壁（底部和侧壁）之间至少应有50mm或两倍试样厚度的间距，较大者。容器内应采取措施，使气体介质循坏流动以保证温度均句，容器内所有有效空间的温度与试验目标温度相差不超过土1℃。最短的保温时间应按照表3的规定。
表3试样在气体介质中最短的到温保持时间厚度
12. 7~ 25. 4
>25. 4~38. 1
强制对流
白然对流
注：强制对流是指介质循环流动，\然对流呈指无风扇等措施促使介质循环流动（如无风扇的冰箱等)。5.2试样的空置和重新加热、冷却试样从浴槽或容器中取出后，应在10s内完成冲断；否则，应将试样重新放入试验目标温度的介质中保持一定的时间，液体介质或气体介质所需的最短时间分别是15min和30min（从槽或容器中取出后的空置时间，最长不应超过20s，否则应重新按上述5.1.1或5.1.2的规定进行加热或冷却）。不应使与试验温度有明显差异的器具接触试样的中部，即缺口和断裂扩展路径的附近区域。6试样断口的剪切面积试验结果
6.1落锤撕裂（DWTT）的SA%，是在有效评定区域内扣除脆性区后剩余区域（包括因断面收缩变形而减少的面积）所占的比例。6.2韧性断口通常是暗灰色或纤维状，断面与应力方向或板材表面有45左右的倾斜角度；脆性（解理）断口，呈现光泽和结晶状，断面通带与应力方向或板材表面垂直。韧性或脆性断口的计算面积足其在垂直于板材表面方向的投影面积，因此，在评定时应从平行于板材表面的方向进行观察。
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对于控轧管线钢，常出现乎行于板材表面的断口分离，有时这些开裂是解理开裂，在断口评定中不应考虑平行十板材表面开裂中的解理开裂，但与板材表面有一定倾角的解理开裂面积应予以计算（图5）
有时在试样壁厚中部，会空现图6所示的剪切和解理相间的断形貌，表明断裂在此区域出现数停顿和再次肩裂问歇扩展的特征。在评定这种断口时，壁厚中部断续解理区之间的剪切面积应忽略不计，断口边缘连续的剪切面积（如图6中的阴影部分）则要计算在内。这种试样上，不同的断口形貌反复出现，在试样中间厚度部分间断出现剪切区和解理区。解理断裂区
人学型缺占
注；评定剪切面积时不应考忠
分离中的解理开裂。
麟理断口
注：评定剪切面积时应考虑
分高中的解理开表,
控轧管线钢断口表面中分离的剪切面积的评定图5
评定SA%时，只包括试样边续部分的剪切区图6剪切断裂及解理断翠间断出现的断口6.3有效评判区域是从缺口根部和铺卡侧各扣除一个壁厚（壁厚人」19.0mm的只扣除19.0mm）后剩余的断口区或，如图7所示的阴影部分。6。4整个断裂面呈现韧性断裂或缺口根部脆性启裂的断口是止常断口；缺口根部韧性启裂，在随后的扩展中伴有脆性断裂出现的断口称为异常断11，如图8所示。断口剪切面积的测量力法见附录A；异常断口剪切面积的评定方法见附录B。6.5断I1剪切面积百分数按照附录A规定的方法测定，也可通过以下几种方法测定：a）在断口照片或光学投影图上用求积仪测出断口剪切面积。b）将断口与一组相同厚度、预先经过标定的断口照片或实际断口相对比。c）采用任何其他方法，供需证实采用该方法与附录A或上述6.5a）和6.5h）所获得的结果5
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等效。
当求积仪和其他方法测量的剪切面积有明显差异时，应以求积仪的结果为准。用于评定断口表面SA%的区域
a）异常断口
冲击能量测试
测定剪切面积的有效评判区域
压制缺口
延性断裂区
脆性断裂区
b）正常断口
冲击能量的测试和要求参见附录C。8
试验报告
试验报告包括下列内容：
钢熔炼炉号；
试样编号或标识：
试样实际厚度；
试验温度：
总剪切面积、剪切面积百分数
缺口类型。
正常和异常断口
附录A
（规范性附录）
剪切面积的测量
SY/T64762007
A.1落锤撕裂试验（DWTT）试样剪切面积百分数的测量曾经提出和试用过很多方法。其中有些方法，如在断口照片上采用求积仪测量剪切面积的方法，虽然准确但是较为费时。而另外一些方法，如通过测量试样中部剪切唇厚度计算剪切面积的方法，虽然快但不够准确。下面提出的测量方法经过很长时问的研究，是测量剪切面积百分数的一种相当准确而又快速的方法。A.2这种测量方法的采用取决于断口形貌。图A.1为三种有代表性的断口形貌。若断口形貌介于图A.1a）到图A.1b）之间，计算剪切面积时，假定解理断口部分为三次曲线一一解理断口的这种近
似方法相当准确。这种近似方法的计算公式［见式（A1）和式（A2）适用于剪切面积百分数从100%~45%或解理断裂扩展到距试样锤击侧一个壁厚的断口情况。试样厚度不大于19.0mm时，式（A.1）适用：试样厚度大于19.0mm时，式（A.2）适用。SA%-(71-201-0.75AB×100%
(71-2t)t
SA% =-331-0.75AB×100%
式中：
SA%——剪切面积百分数（精确到1%）；t试样厚度，单位为毫米（mm)：A一缺口下方“\线处解理断裂区宽度，单位为毫米（mm）；B-
“t”线间解理断裂区长度，单位为毫米（mm）。A.1)
A.3通过计算各种不同厚度试样的数据，并将该数据绘制成图表，可快速换算出试样断口的剪切面”线
a)SA%-100%
0）S4%~45%
剪切唇厚度
c)SA%<45%
有代表性的DWTT断口形貌
SY/T 6476-2007
积百分数。图A.2和图A.3为7.9mm和8.7mm厚度试样断口剪切而积百分数的换算图表实例。利用图表，通过测量断口A和断口B的尺寸，就可以把前剪切面积在45%～100%的试样的剪切面积百分数查出来。
剪切面积自分数为0~45%，即图A.1c）所示断口形貌，试样断口在厚度方向的收缩不明显，可以采用如下简洁方法进行计算：将两条“”线之间均分3～4等份处（也可以是两条“”处）剪均唇的平均总厚度测量出来，后除以试样厚度，即得到剪切面树百分数。为使于订算，可绘制换算表格。
45. 72 40. 6435, 5 90, 48 25, 420. 32 15. 2410. 1615.08
t =7. 9mm
剪切面积百分数，%
测定7.9mml厚度试样剪切面积百分数图表图 A.2
t =8. 7mm
剪划面积百分数，
测定8.7厚度试样剪切面积百分数围表图A.3
B.1定义与范围
附录B
（规范性附录）
异常断口剪切面积的评定
SY/T6476—2007
在落锤撕裂试验（DWTT）中，正常断口以脆性启裂；在壁厚较大的高强度、高韧性管线钢中，常常出现以韧性启裂伴有脆性扩展的异常断口，其典型特征如图8a）所示。B.2异常断口的分类
根据裂纹扩展过程中形成的脆性区的形态和分布可分为4类。第1类异常脆性断口，脆性区分布在锤击侧1个壁厚范围内，如图B.1a）所示：第Ⅱ类异常脆性断口，脆性区在锤击侧，分布超出个壁厚范围，如图B.1b）所示：第Ⅲ类异常脆性断口，脆性区分布在断口韧带中部，从锤击侧算起a）第「类异常断口
b）第IⅡI类异带断口
c）第IⅢI类异常断口
d）第IV类异常断口
异常断口分类
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