熱煨彎管拉伸試樣尺寸的選擇

王俊華，張付峰，胡偉杰，劉 恒，唐 荔

（1.鄭州萬達重工股份有限公司，鄭州451161；2.四川華油集團有限責任公司 物資分公司，成都610017）

熱煨彎管拉伸試樣尺寸的選擇

王俊華1，張付峰1，胡偉杰1，劉 恒1，唐 荔2

（1.鄭州萬達重工股份有限公司，鄭州451161；2.四川華油集團有限責任公司 物資分公司，成都610017）

拉伸試樣的尺寸對拉伸試驗結果的影響較大，為了提高熱煨彎管拉伸試驗結果的準確率，降低試驗成本，結合常用熱煨彎管的取樣位置及GB/T 228.1和ASTM A370標準對管材拉伸試樣尺寸的要求，對兩種標準下不同試樣尺寸進行的拉伸試驗結果進行了對比分析。結果表明，熱煨彎管拉伸試樣尺寸采用ASTM A370要求的標距為50 mm的試樣更加實用；拉伸試驗時，應依據熱煨彎管的不同直徑，按照相應標準選用尺寸不同的試樣，以提高試驗結果的準確性。

熱煨彎管；拉伸試驗；拉伸試樣；GB/T 228.1；ASTM A370

熱煨彎管是各大管道工程不可或缺的管道配件，其自身的強度對管道承受的壓力起到決定性作用。熱煨彎管的強度是通過拉伸試驗來驗證的。拉伸試樣的尺寸對拉伸試驗結果的影響較大，而熱煨彎管相關標準中對于室溫拉伸試驗只是提到了按照GB/T228.1或ASTM A370或ISO 6892方法進行試驗，并未對拉伸試樣的尺寸做出建議或推薦。筆者結合相關標準的要求，對熱煨彎管拉伸試樣尺寸進行了歸納整理，以期能為相關檢驗人員提供參考。

1 不同標準對熱煨彎管拉伸試驗的要求

1.1 SY/T 5257—2012

1.1.1 試樣

熱煨彎管的拉伸試樣應采用板狀試樣。當彎管壁厚≥20 mm時，經協商一致可采用未校平試件加工制成的棒狀試樣，但焊縫應磨平，局部缺欠和軋屑應除去。

1.1.2 試驗方法

常溫下，拉伸試驗應按照GB/T 228.1以及GB/T 17600.1標準的要求進行。按照標距長度5.65確定時間斷裂后的延伸率。但也允許采用其他的標距長度，這時應根據GB/T 17600.1以標距長度為參照確定相應的延伸率。

1.2 GB/T29168.1—2012（ISO15590-1： 2009MOD）

1.2.1 試樣

熱煨彎管拉伸試樣如果協商采用圓棒試樣，圓棒試樣取自未展平的試塊。接頭焊縫余高應磨削去除，局部的缺欠和表面金屬氧化層也應去除。

1.2.2 試驗方法

室溫下，拉伸試驗按GB/T 228.1或ASTM A370標準的要求進行。

1.3 CDP-S-OGP-PL-016—2014-3

熱煨彎管管體和焊縫的拉伸試樣可加工成矩形試樣或圓柱狀試樣。拉伸試驗按 GB/T 228、ISO 6892、ASTM A370標準的要求進行。

1.4 ASME B16.49—2012

評定熱煨彎管的拉伸性能應依據ASTM A370標準來確定。

2 熱煨彎管的取樣位置

熱煨彎管常用取樣位置如圖1所示。由圖1可見，標準要求熱煨彎管拉伸試樣的取樣位置較多，且有縱向和橫向之分；拉伸試樣的尺寸越小越有利于試樣的制取。但試樣越小試驗結果的誤差就會越大，且對試驗設備的測量精度要求就越高，這會不利于試驗的操作。由此可見，拉伸試驗應該選擇較為合適的試樣尺寸。

圖1 熱煨彎管常用取樣位置示意圖

一般情況下，熱煨彎管管徑在DN200（Φ219.1 mm）以下的拉伸試樣全部取縱向試樣，管徑在DN200（Φ219.1 mm）或以上的試樣取橫向和縱向試樣。

3 不同標準對熱煨彎管拉伸試樣尺寸要求

3.1 GB/T 228.1—2010

GB/T 228.1—2010標準附錄E中規定了熱煨彎管拉伸試驗使用的試樣類型，縱向弧形試樣形狀如圖2所示，試樣加工尺寸見表1。拉伸試驗橫向試樣建議按GB/T 228.1—2010附錄D要求執行，試樣加工尺寸見表2和表3，橫向試樣形狀如圖3所示。

圖2 縱向弧形拉伸試樣示意圖

表1 縱向弧形拉伸試樣尺寸

表2 矩形橫截面拉伸比例試樣尺寸

表3 矩形橫截面拉伸非比例試樣尺寸

圖3 橫向拉伸試樣示意圖

3.2 ASTM A370—2016

ASTM A370—2016標準附錄A2鋼管材制品規定了管材使用的試樣類型，縱向板狀拉伸試樣如圖4所示，管狀產品條狀縱向拉伸試樣尺寸及公差見表4。

圖4 縱向板狀拉伸試樣示意圖

表4 管狀產品條狀縱向拉伸試樣尺寸及公差

ASTM A370—2016標準中規定了除非試樣裝置的能力或所要試驗管狀制品的尺寸和性質等原因，需要使用表4中的1#、2#或3#試樣以外，其他情況均應采用4#試樣。

從彎管產品上切取圓環加工的橫向拉伸試樣尺寸如圖5所示。

圖5 從彎管產品上切取圓環加工的橫向拉伸試樣尺寸

4 不同標準中拉伸試樣尺寸的對比

以Φ219 mm×8 mm規格熱煨彎管為例進行對比分析。采用板狀拉伸試樣時，如果執行GB/T 228.1加工，縱向拉伸試樣則按照表1中S6要求，橫向試樣則按照表2中P11要求，優先采用標距為的短比例試樣，若取r=20 mm，夾持端長度為75 mm計算，可得出縱向試樣總長度Lt≈310 mm，橫向試樣總長度Lt≈295 mm；若橫向拉伸試樣采用非比例試樣，則按照表3中P15要求，則試樣總長度Lt≈256 mm。

同樣Φ219 mm×8 mm規格的熱煨彎管，采用板狀拉伸試樣時，如果執行ASTM A370標準，橫向和縱向拉伸試樣按照表4中4#試樣及圖5加工，取夾持端長度為75 mm，試樣總長度Lt≈250 mm。

從上述對比來看，按照GB/T 228.1加工的試樣，若按照比例試樣加工，試樣尺寸偏大，且縱向和橫向的尺寸不一樣，在制樣時不利于加工，會降低效率，取樣時對樣管的度數要求也會增大，增加了制造成本，且隨著壁厚的增加，按照GB/T 228.1加工的拉伸試樣，無論是比例試樣還是非比例試樣，其壁厚越大試樣長度就會越長，對取樣和制樣條件就更加苛刻。如果按照ASTM A370的要求加工，縱向和橫向試樣要求基本一致，試樣的長度不受壁厚的影響，且其試樣長度較GB/T 228.1要求較短，更有利于試樣制取。

從兩種標準加工試樣的拉伸試驗結果對比來看，屈服強度和抗拉強度并無明顯差異，都能較準確地測試出彎管的真實強度，但是伸長率有較大差別。

根據常用熱煨彎管標準對伸長率的要求，常選用標距50 mm下的伸長率。

5 結 論

（1）熱煨彎管拉伸試樣尺寸選擇時，采用ASTM A370要求的標距為50 mm的試樣更加實用，不僅能節約成本，還能提高加工效率，也方便各彎管制造廠統一試樣尺寸，便于拉伸試驗結果的對比。

（2）根據實踐經驗及表1要求，對于熱煨彎管管徑在Φ168.3 mm以上的拉伸試樣尺寸采用表4中4#試樣，管徑為Φ88.9～Φ168.3 mm的采用表4中3#試樣，管徑為Φ42.4～Φ88.9 mm的采用表4中2#試樣，管徑為Φ32～Φ38 mm的采用表4中1#試樣，管徑在Φ32 mm以下的采用全尺寸縱向試樣更合適。

[1]ASTM A370—2016，Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products[S].

[2]GB/T 228.1—2010，金屬材料拉伸試驗 第一部分：室溫試驗方法[S].

[3]ISO 6892—2016，金屬材料－拉伸試驗 第1部分：室溫測試方法[S].

[4]SY/T 5257—2012，油氣輸送用鋼制感應加熱彎管[S].

[5]GB/T 29168.1—2012，石油天然氣工業管道輸送系統用感應加熱彎管、管件和法蘭，第一部分：感應加熱彎管[S].

[6]CDP-S-OGP-PL-016—2014-3，油氣管道工程用感應加熱彎管技術規格書[S].

[7]ASME B16.49—2012，Factory-Made，Wrought Steel，Buttwelding Induction Bends for Transportation and Distribution Systems[S].

[8]GB/T 9711—2011，石油天然氣工業管線輸送系統用鋼管[S].

[9]API SPEC 5L—2012，管線鋼管規范[S].

[10]GB/T 2975—1998，鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備[S].

Dimension Selection of Hot Bended Pipe Tensile Specimen

WANG Junhua1,ZHANG Fufeng1,HU Weijie1,LIU Heng1,TANG Li2
（1.Zhengzhou Wanda Heavy Industry Co.,Ltd.,Zhengzhou 451161,China；2.Materials Branch,Sichuan Huayou Group Co.,Ltd.,Chengdu 610017,China）

The size of the tensile sample has great influence on the tensile test results,in order to improve the accuracy rate of hot bended pipe tensile test results and reduce test cost,combined with the commonly used hot-bended pipe sampling position and the tensile specimen size requirement in GB/T 228.1 and ASTM A370，the tensile test results of different sample size in above two standards were compared and analyzed.The results showed that the hot bended pipe tensile specimen size with 50 mm gauge length specified in ASTM A370 is more practical.In the tensile test,according to the different diameter of hot-bended pipe,choosing the sample size in accordance with the corresponding standard to improve the accuracy of the test results.

hot bended pipe； tensile test； tensile sample； GB/T 228.1； ASTM A370

TG407

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2017.09.012

王俊華（1989—），男，河南周口人，大專，助理工程師，主要從事金屬材料力學性能方面的研究。

2017-05-11

編輯：謝淑霞