Page 47 - 理化检验-物理分册2021年第八期

岑晓燕,等: 一种天然气和石油管道屈服强度的检测方法

2.3 屈服强度的测定和计算方法
2.3.1 1 / 2 斜率屈服强度的测定和计算方法 3 分析与讨论
AS / NZS2885.5 : 2012 中静水压爆破试验的压 通过上述方法, 可以将 4 根试样借助钢管静水

力 - 进水量曲线 1 / 2 斜率屈服强度的测定, 可以使用
压爆破试验获得的数据绘制成 3 类试验曲线, 从中
放大后的压力 - 进水量曲线进行分析, 根据坐标值的
。
计算出实际斜率、 1 / 2 斜率屈服强度、 R p 0.2 及 R t0.5

-1
变化率来确定。如弹性段直线斜率为 0.3MPa · L ,
最终算得 4 根试样的理论斜率和实际斜率见

-1
当压力 - 进水量曲线圆弧段切线斜率为0.15MPa · L
表 1 。 AS / NZS2885.5 : 2012 规定, 在加压过程中,
时, 相切点即为屈服强度。而曲线放大倍率与压力
压力 - 进水量曲线的实际斜率和理论斜率差值率应
和进水量测量的分辨率以及曲线的波动性有一定的
小于 10% , 否则必须停止试验, 并分析原因, 直到解
关系, 倍率过高时, 曲线有跳动现象并不便于 1 / 2 斜
决该问题。从表 1 可知, 4 根试样的理论斜率和实
率屈服强度的求取。
际斜率差值均小于 10% , 符合标准要求。
1 / 2 斜率屈服强度可以根据压力、 进水量通过 表 1 试样的理论斜率和实际斜率

设备安装的软件求取, 也可借助 Excel软 件 求 取。 Tab.1 Theoreticalslo p esandactualslo p esofthesam p les

采用 Excel软件时, 先采用巴洛( Barlow ) 公式将压 理论斜率 / 实际斜率 / 差值率 /
管号 类别
力转换为环向应力, 巴洛公式见式( 6 ) , 再将导出 ( MPa · L -1 ) ( MPa · L -1 ) %
[ 3 ]
的进水量和应力数据用 Excel软件图表类型中的散 T1 光管 0.4127 0.4326 4.8

点图绘制出应力 - 进水量曲线。 1 / 2 斜率屈 服强度 T2 涂层管 0.4155 0.4230 1.8

的计算即采用压力 - 进水量曲线, 在曲线上求得斜率 T3 光管 0.3995 0.4115 3.0

线以及相应的 1 / 2 斜率切线, 找出对应的切点即得 T4 涂层管 0.3995 0.4008 0.3

出屈服强度。
通过数据统计、 绘图和计算得出 1 / 2 斜率屈服
S =p D / 2t ( 6 )
, 见表 2 。由表 2 可知, 通过前文
式中: S 为钢管内部静水压力在管壁上产生的单位 强度、 R p 0.2 及 R t0.5
所述的方法和计算公式可以方便快捷地获得钢管静
周向应力。
,
的测定
及 R t0.5
水压爆破试验的 1 / 2 斜率屈服强度、 R p 0.2
2.3.2 R p 0.2 和 R t0.5
数据基
从应力、 应变数据中求得( 应变记 其中与钢管管体横向拉伸试验得到的 R t0.5
R p 0.2 和 R t0.5
本一致, 表明上述方法获得的数据可靠。
录至 1% ), 其应变值由拉线传感器采集。另外也可
表 2 试样的各屈服强度结果
采用 Excel软件, 将导出的压力值转换为环向应力
Tab.2 Yieldstren g thresultsofthesam p les
值, 用散点图绘制成应力 - 应变曲线, 在曲线上画出
1 / 2 斜率屈服 R p 0.2 / R t0.5 / 实际拉伸试验
斜率线以及 0.2% 对应的平行线、 0.5% 对应的垂直 管号 类别
/
强度 / MPa MPa MPa 的 R t0.5 MPa
以
线, 分别找到他们与曲线相应的交点, 得出 R p 0.2
T1 光管 400 420 415 421
的数值, 如图 2 所示。
及 R t0.5
T2 涂层管 400 420 415 425
T3 光管 400 430 420 408
T4 涂层管 420 450 440 433
4 结论
( 1 )笔者提出的计算方法得到了 1 / 2 斜率屈服

与实际拉伸
强度、 实际斜率、 R p 0.2 及 R t0.5 , 且 R t0.5
试验得到的数据基本一致。

( 2 )当试验室没有 AS / NZS2885.5 计算屈服
强度的钢管静水压爆破试验设备时, 可借助 Excel
的求取示意图
图 2 R p 0.2 和 R t0.5
软 件并套用标准给出的公式, 来求取所需要的屈服

Fi g .2 Schematicdia g ramofR p 0 2 andR t0 5 calculation

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