壁厚不均鋼管壁厚不可能各處相同,在其橫截面及縱向管體上客觀存在壁厚不等現(xiàn)象,即壁厚不均。為了控制這種不均勻性,在有的鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了壁厚不均的允許指標(biāo),一般規(guī)定不超過壁厚公差的80%(經(jīng)供需雙方協(xié)商后執(zhí)行)。橢圓度在圓形鋼管的橫截面上存在著外徑不等的現(xiàn)象,即存在著不一定互相垂直的外徑和小外徑,則外徑與小外徑之差即為橢圓度(或不圓度)。為了控制橢圓度,有的鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了橢圓度的允許指標(biāo),一般規(guī)定為不超過外徑公差的80%(經(jīng)供需雙方協(xié)商后執(zhí)行)。彎曲度鋼管在長(zhǎng)度方向上呈曲線狀,用數(shù)字表示出其曲線度即叫彎曲度。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的彎曲度一般分為如下兩種:A、局部彎曲度:用一米長(zhǎng)直尺靠量在鋼管的彎曲處,測(cè)其弦高(mm),即為局部彎曲度數(shù)值,其單位為mm/m,表示方法如2.5mm/m。此種方法也適用于管端部彎曲度。B、全長(zhǎng)總彎曲度:用一根細(xì)繩,從管的兩端拉緊,測(cè)量鋼管彎曲處弦高(mm),然后換算成長(zhǎng)度(以米計(jì))的百分?jǐn)?shù),即為鋼管長(zhǎng)度方向的全長(zhǎng)彎曲度。例如:鋼管長(zhǎng)度為8m,測(cè)得弦高30mm則該管全長(zhǎng)彎曲度應(yīng)為:0.03÷8m×=0.375%
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的 縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位為%。計(jì)算公式如下:
式中:S0--試樣原始橫截面積,mm2; S1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積,mm2。
硬度指標(biāo)
金屬鋼管材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度(HB)
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗(yàn)力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比,稱為伸長(zhǎng)率。以σ表示,單位為%。計(jì)算公式為:
式中:L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度,mm; L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度,mm。
偏差和公差A(yù)、偏差:在生產(chǎn)過程中,由于實(shí)際尺寸難于達(dá)到公稱尺寸要求,即往往大于或小于公稱尺寸,所以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了實(shí)際尺寸與公稱尺寸之間允許有一差值。差值為正值的叫正偏差,差值為負(fù)值的叫負(fù)偏差。B、公差:標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的正、負(fù)偏差值值之和叫做公差,亦叫"公差帶"。偏差是有方向性的,即以"正"或"負(fù)"表示;公差是沒有方向性的,因此,把偏差值稱為"正公差"或"負(fù)公差"的叫法是錯(cuò)誤的。交貨長(zhǎng)度交貨長(zhǎng)度又稱用戶要求長(zhǎng)度或合同長(zhǎng)度。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)交貨長(zhǎng)度有以下幾種規(guī)定:A、通常長(zhǎng)度(又稱非定尺長(zhǎng)度):凡長(zhǎng)度在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)而且無固定長(zhǎng)度要求的,均稱為通常長(zhǎng)度。例如結(jié)構(gòu)管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:熱軋(擠壓、擴(kuò))鋼管3000mm~12000mm;冷拔(軋)鋼管2000mm~10500mm。B、定尺長(zhǎng)度:定尺長(zhǎng)度應(yīng)在通常長(zhǎng)度范圍內(nèi),是合同中要求的某一固定長(zhǎng)度尺寸。但實(shí)際操作中都切出定尺長(zhǎng)度是不大可能的,因此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)定尺長(zhǎng)度規(guī)定了允許的正偏差值。
雖然說每一個(gè)試驗(yàn)機(jī)廠家對(duì)包頭流體鋼管拉伸都很熟悉,但是真正完全能夠把標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)后面的理由吃透的廠家并不多,當(dāng)前每一個(gè)試驗(yàn)機(jī)廠家在指導(dǎo)用戶完成包頭流體管拉伸試驗(yàn)的時(shí)候一般是從他們自己設(shè)備的能力出發(fā),以簡(jiǎn)單的方式來完成試驗(yàn),比如全部以橫梁位移的速度來完成整個(gè)試驗(yàn)過程。包頭流體管拉伸試驗(yàn)還是有很多細(xì)節(jié)問題非常值得我們重視。
首先是拉伸速度的問題。在彈性變形階段,包頭流體管的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時(shí)候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗(yàn),那么速度太快會(huì)導(dǎo)致整個(gè)彈性段很快就被沖過去。以彈性模量為200Gpa的普通包頭流體管為例,如果標(biāo)距為50mm的材料,在彈性段內(nèi)如以10mm/min的速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn),那么實(shí)際的應(yīng)力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的包頭流體管屈服強(qiáng)度就小于600Mpa,所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服,這個(gè)速度顯然太快。所以在彈性段,一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負(fù)荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后,載荷增加不大,而變形增加很快,所以為了防止拉伸速度過快,一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228-2002里面建議了,“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度,試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)(材料彈性模量E/(N/mm2)<150000,應(yīng)力速率控制范圍為2—20(N/mm2)·s-1、包頭流體管彈性模量E/(N/mm2)≥150000,應(yīng)力速率控制范圍為6—60(N/mm2)·s-1=。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度,在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s~0.0025/s之間。平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。