含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试方法和装置。该测试方法包括：在空气中预制初始裂纹；在工况环境下，进行拉伸测试，得到测试裂纹扩展量；绘制J积分‑测试裂纹扩展量的曲线，完成对含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试。本发明专利技术还提供了用于上述测试方法的测试装置。本发明专利技术的测试装置和方法能够真实反映管线钢的实际服役性能，操作简单、易行，结果准确、可靠。

【技术实现步骤摘要】
含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试方法和装置
本专利技术涉及煤制天然气环境下的材料断裂韧性的测试装置及方法，属于断裂韧性测量

技术介绍
随着管线钢强度级别的提高，对强度和韧性的要求也随之提高，但是高强度管线钢在含氢环境中服役时，由气体氢导致裂纹开裂的概率大大提高，因此对管线钢在含氢介质中的断裂韧性的准确评价对管线钢安全运行有重大意义。煤制气(以煤为原料经过加压气化后，脱硫提纯制得的含有可燃组分的气体)中的氢含量为煤制天然气总压(12MPa)的2％-5％。现有的对煤制天然气中管线钢的断裂韧性的评价技术往往采用电化学充氢技术和高压釜充氢技术使管线钢中含有一定氢之后进行断裂韧性测试，但是氢的扩散极快，而且无法反应实际的服役工况，导致测试结果具有极大的分散性，对管线钢的性能造成极大地浪费或者低估。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种能真实反映管线钢的实际服役性能，操作简单，结果准确、可靠的煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试技术。为了实现上述目的，本专利技术首先提供了一种含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试方法，该测试方法包括以下步骤：在空气中预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试方法，其特征在于，该测试方法包括以下步骤：在空气中预制初始裂纹；在工况环境下，进行拉伸测试，得到测试裂纹扩展量；绘制J积分‑测试裂纹扩展量的曲线，然后根据KIC＝[J×E/(1‑υ

【技术特征摘要】
1.一种含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试方法，其特征在于，该测试方法包括以下步骤：在空气中预制初始裂纹；在工况环境下，进行拉伸测试，得到测试裂纹扩展量；绘制J积分-测试裂纹扩展量的曲线，然后根据KIC＝[J×E/(1-υ2)]0.5求得管线钢的断裂韧性，完成对含氢煤制天然气环境中管线钢断裂韧性的测试；其中，KIC为管线钢的断裂韧性参数，单位为MPa·m0.5；J为J积分的实验当量，单位为KJ/m2，E为弹性模量，单位为Pa；υ为泊松比。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在绘制J积分-测试裂纹扩展量的曲线前，进行小载荷疲劳测试，拉断后，测量实际裂纹扩展量，当测试裂纹扩展量与实际裂纹扩展量之差不超过实际裂纹扩展量的15％或0.15mm时，绘制J积分-测试裂纹扩展量的曲线。3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在工况环境下，进行拉伸测试，得到测试裂纹扩展量时，进行压力的加载和卸载，模拟煤制气下的加载和卸载的速率为0.12mm/min；进行加载和卸载时，引伸计在加载线上，控制模式为位移控制。4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在空气中预制初始裂纹时，按照以下步骤进行：通过线切割制备一个裂纹，然后通过疲劳裂纹扩展速率的实验方法制备的初始裂纹；其中，所述初始裂纹的尺寸a0与试样的宽度W的比值满足0.45<a0/W<0.7，疲劳裂纹扩展速率的实验参数为：恒ΔK法，ΔK＝30MPa·m0.5，f＝10Hz。5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述工况...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑树启，安腾，张帅，李树杰，宋卫臣，姜志阳，辛萌，付国强，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11