[发明专利]一种无缝钢管残余应力的简易测量方法

说明书

本发明提供一种无缝钢管残余应力的简易测量方法，该方法主要包括无缝钢管试样的制备和数据的测量，在制备无缝钢管试样时在需要测量的无缝钢管的端部截取下一段长度为L的无缝钢管试样，然后通过千分尺测量无缝钢管试样的壁厚和外径值，再在无缝钢管试样的长度方向上整体切开一个纵向切口，并重新测量具有切口的无缝钢管试样的外径值，最后利用测得的数据通过残余应力公式的计算得出无缝钢管试样的残余应力与实测屈服强度的比值；该测量方法方法简单高效，仅利用千分尺和带锯就可测量，能快速准确检验测量无缝钢管残余应力，适用于快速测量的作业需求。

技术领域

本发明属于钢管的检测技术领域，涉及一种测量方法，具体涉及一种无缝钢管残存应力的测量方法。

背景技术

残余应力是指在没有对物体施加外力时，物体内部存在的保持自相平衡的应力系统，它是固有应力或内应力的一种。残余应力的存在，会降低材料的疲劳强度，影响抗挤毁强度，增加管体应力腐蚀，同时材料加工时会出现加工变形，因此，在工程机械、汽车、油气开采等领域，无缝钢管的残余应力应不超过实测屈服强度的5％。残余应力检测技术经过多年的发展，已形成多种方法。主要有机械测量方法和物理测量方法两种。其中机械测量方法有盲孔法、环切法、应片法；物理测量方法有X射线衍射法、超声波法、磁测法和中子衍射法。物理测量方法设备投入过大，成本高，而机械测量法操作复杂，对材料具有破坏性，且测量误差大。如盲孔法需要专用钻孔设备，但由于精度不高，不适用于低水平残余应力测试；环切法是测量钢管切开后开口尺寸，开口尺寸测量误差大，另外带锯厚度对开口尺寸也有影响；应片法是根据切开后应变片的读数来测量残余应力，对应变片的精度提出很高要求。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中钢管残存应力测量方法中的不足，提出一种无缝钢管残存应力的测量方法。本发明利用钢管残余应力会导致钢管变形的原理，切取一截钢管试样，沿纵向将钢管切开，测量切开前后外径的变化，从而计算出钢管释放的残余应力。本发明在切环法的基础上进行改进，利用钢管切开前后钢管外径尺寸变化来计算钢管残余应力，本测量方法简易、测量较为准确。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无缝钢管残余应力的简易测量方法，所述无缝钢管残余应力的简易测量方法包括如下步骤：

步骤一，无缝钢管试样的制备：在需要测量的无缝钢管的端部截取下一段长度为L的无缝钢管试样，备用；

步骤二，数据的测量：

1)将所述无缝钢管试样的一端沿圆周方向均分为12等份，沿顺时针方向，分别测量所述无缝钢管试样在2点钟位置、6点钟位置、11点位置的壁厚，为S2、S6、S11，并取三个壁厚的平均值S；

2)沿顺时针方向，在所述无缝钢管试样的2点钟位置和8点钟位置的长度方向上各标记三个点，并测量2点钟位置和8点钟位置对应两个点间的直径值，即沿所述无缝钢管试样的长度方向上测量三个不同位置的外径值，分别为D1、D2、D3，并取三个外径的平均值D；

3)沿顺时针方向，在所述无缝钢管试样的11点钟位置的整个长度方向上划一条纵向直线，然后沿该直线切开一个纵向切口；并重新测量所述步骤2)中无缝钢管试样在2点钟位置和8点钟位置的长度方向上所述三个不同位置的外径值的大小，分别为D1'、D2'、D3'，并取三个外径的平均值D'；

4)测量所述无缝钢管试样的屈服强度为Rp0.2；

步骤三，残余应力的计算：

所述无缝钢管试样的残余应力与实际屈服强度的比值为