一种研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置，包括压头、多个弯芯和两支撑座，两支撑座相对设置用于支撑试样钢板使腾空，两支撑座之间的间距可调，所述压头位于支撑座上方，多个弯芯安装在压头上，多个弯芯的端部朝下且处于同一圆弧上，压头向下通过多个弯芯的端部作用于试样钢板使下弯。多个弯芯活动设置在压头上，使圆弧的曲率可调。采用曲率半径可调的多弯芯压头控制试样钢板的变形量，以研究制管变形对钢板的抗HIC性能的影响，保证了弯曲模拟制管过程中得到较大的均匀变形圆弧段，解决了普通压头容易引起的局部变形集中问题，有利于钢厂和制管厂快速有效准确的评价制管变形对耐酸管线钢抗HIC性能的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置


[0001]本技术涉及研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置即方法。

技术介绍

[0002]直缝埋弧焊管通常存在两种成型方式，即UOE和JCOE，其均涉及到钢板的机械弯曲变形。经过机械变形后，钢板的内应力增加，位错密度增加，导致钢板的饱和氢含量提高，发生氢致裂纹(HIC)的风险增大。实际上，时常出现钢板抗HIC性能合格，而加工成的钢管抗HIC性能不满足要求的情况，给钢厂和制管厂造成重大潜在质量风险。因此，亟需为钢厂和制管厂提供一种可靠的快速判断钢板制管后的抗HIC性能的方法。
[0003]弯曲设备是企业中非常常见的实验装置，但是其主要考察钢板的折弯能力，强调局部变形，所配备弯心的直径一般为厚度的两倍或三倍，弯心的直径相对较小，约在5mm～100mm之间。专利公告号CN 103484642B的文献提供了一种研究制管变形对管线钢氢致开裂性能影响的实验方法，提出采用“拉伸+弯曲”成型方式模拟钢板的JCOE制管成型过程。实际上直接利用现有弯曲装置进行模拟钢管成型时，弯心附近的变形相对集中，局部变形较大，不仅导致所得变形区的曲率半径远小于要模拟的管径，而且弯曲变形附近的变形区较小，这与我们想要获得较大面积的均匀变形区以用于加工HIC实验试样的原则不匹配。
[0004]采用单轴拉伸变形虽然能产生较大的均匀变形区，但是其与实际弯曲变形造成的梯度应变分布存在差距，而且实际上，制管后的管线钢在进行抗HIC实验时，裂纹产生的位置时常不在厚度中心，这显然与制管的不均匀变形有关。

技术实现思路

[0005]针对难以预测管线钢制管后的抗HIC性能是否发生显著变化，提供一种可靠的研究制管变形对管线钢抗氢致开裂性能影响的实验装置，其核心特征是采用曲率半径可调的多弯心压头，并基于此装置建立一种通过控制弯曲内径模拟钢板的制管成型过程的方法，以准确掌握钢板制管后的抗HIC性能，为钢厂和制管厂实现抗HIC管线钢的质量风险控制提供可靠的试验装置和试验方法。
[0006]本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置，包括压头、多个弯芯和两支撑座，两支撑座相对设置用于支撑试样钢板使腾空，两支撑座之间的间距可调，所述压头位于支撑座上方，多个弯芯安装在压头上，多个弯芯的端部朝下且处于同一圆弧上，压头向下通过多个弯芯的端部作用于试样钢板使弯曲，多个弯芯活动设置在压头上，使圆弧的曲率可调。
[0007]优选地，所述弯芯有三个，呈发散状安装在所述压头上，弯芯的端部设置有压辊，弯芯通过所述压辊作用于试样钢板。
[0008]优选地，所述弯芯一一对应装配在所述压头的安装槽内，各弯芯在安装槽内的固定位置可调，以适应不同的圆弧曲率，进而适应不同制管的管径。
[0009]优选地，所述弯芯具有多级定位横条，所述安装槽内具有多级定位横槽，多级定位
横条与多级定位横槽形成可错位式定位关系。
[0010]优选地，至少一个所述支撑座设置在轨道上，支撑座包括座体和支撑辊，试样钢板支撑在所述支撑辊上，所述座体与所述轨道滑动配合。
[0011]优选地，所述座体开设梯形槽，梯形槽与所述轨道的梯形轨滑动配合。
[0012]基于上述实验装置的研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验方法，步骤包括：
[0013](1)根据所要模拟制管的成品管管径和厚度，通过调节多个弯芯在压头上的安装位置使多个弯芯端部所在圆弧的曲率半径与成品管的内径趋近；
[0014](2)调整并固定支撑座的跨距d，即两支撑座对试样钢板的两个支点的间距或者两支撑辊圆心之间的距离；
[0015](3)采用公式：计算出试样钢板弯曲到目标曲率半径所对应的压下高度，其中d1为圆柱型支撑辊的直径，d为跨距，D为模拟制管的成品管的外径；压头下压通过多个弯芯作用于钢板进行弯曲变形以模拟钢管的成型过程，控制弯芯的压下量，并在保压30s～60s后，取出被弯曲的试样钢板；
[0016](4)在弯芯所在圆弧区域内按照NACE TM0284标准取抗HIC试样，对试样的抗氢致开裂性能进行检验。
[0017]与现有技术相比，本技术的优点在于：采用曲率半径可调的多弯芯压头控制试样钢板的变形量，以研究制管变形对钢板的抗HIC性能的影响，保证了弯曲模拟制管过程中得到较大的均匀变形圆弧段，解决了普通压头容易引起的局部变形集中问题，有利于钢厂和制管厂快速有效准确的评价制管变形对耐酸管线钢抗HIC性能的影响。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例中实验装置的作业结构示意图；
[0019]图2为本技术实施例中弯曲后的试样钢板上HIC试样的取样位置示意图；
[0020]图中，压头1、弯芯2、座体3、试样钢板4、压辊5、支撑辊6、梯形槽7。
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本技术作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0022]一种用于研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置，用于模拟管线钢直管加工试样钢板。包括一个扇形造型的压头1、三个弯芯2和一对支撑座，两支撑座相对设置用于支撑试样钢板4使腾空。压头1位于支撑座上方，三个弯芯2呈发散状安装在压头1上，弯芯2的端部设置有压辊5，弯芯2通过压辊5作用于试样钢板4。如图所示，压头1具有三个条形安装槽，弯芯2一一对应装配在安装槽内，弯芯2上设置多级定位横条，安装槽内具有多级定位横槽，多级定位横条与多级定位横槽形成可错位式定位关系，从而可以通过定位横槽和定位横条错位调节的方式改变弯芯在安装槽内的安装，达到调节三个弯芯2所构成的下压弯曲曲率。
[0023]支撑座包括座体3和支撑辊6，试样钢板4支撑在支撑辊上，座体底部开设梯形槽7
与轨道的梯形凸轨滑动配合。
[0024]实验装置中的三个弯芯所对应的弯曲曲率半径可调。基于该实验装置的实验方法采用弯曲的方式模拟钢管的成型过程，得到长度大于100mm以上圆弧段，且此圆弧的实际曲率半径与目标曲率半径之差在5％以内。所述实验方法能准确模拟制管过程，且得到的圆弧段尺寸大，可大大提高实验效率。并提供了一种研究所述管线钢抗HIC性能的实验方法。
[0025]由于时常出现钢板满足抗HIC性能，而制管变形后的钢管不满足抗HIC性能的情况，有必要在实际制管前对钢板的抗HIC性能进行全面评估。为了准确高效的模拟制管后引起的弯曲变形，本技术设计了一种实验装置，具有多个弯芯，可调整多个弯芯的下压曲率以适应不同制管管径的要求。
[0026]因弯实验装置的龙门宽度有限，而限制了支撑座的间距，即跨距。基于此，本技术采用在一定范围内固定跨距，然后直接通过动态调整多弯心压头的压下量，以得到目标曲率的圆弧段。
[0027]下面描述模拟制管的实施方法。
[0028]对比例采用传统三点弯曲的压头，压头直径为1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置，其特征在于：包括压头、多个弯芯和两支撑座，两支撑座相对设置用于支撑试样钢板使腾空，两支撑座之间的间距可调，所述压头位于支撑座上方，多个弯芯安装在压头上，多个弯芯的端部朝下且处于同一圆弧上，压头向下通过多个弯芯的端部作用于试样钢板使弯曲，多个弯芯活动设置在压头上，使圆弧的曲率可调。2.根据权利要求1所述的研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置，其特征在于：所述弯芯有三个，呈发散状安装在所述压头上，弯芯的端部设置有压辊，弯芯通过所述压辊作用于试样钢板。3.根据权利要求1所述的研究制管变形对管线钢抗HIC性能影响的实验装置，其特征在于：所述弯芯一一对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏举，白云，赵乾，孙宪进，苗丕峰，王强，许峰，诸建阳，马菁，方寿玉，范海东，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：新型
国别省市：