為確保施工質(zhì)量，不銹鋼焊管使用前的檢驗尤為重要。但由于不銹鋼焊管的橫向壓平試樣很難被完全壓平，用這種試樣進行試驗，試驗數(shù)據(jù)特別是屈服強度出現(xiàn)較大的誤差。本文分析了誤差出現(xiàn)的原因，提出了有關(guān)建議。不銹鋼焊管是用鋼板或鋼帶按一定的螺旋線的角度卷成管坯，然后將管縫焊接起來制成的。其優(yōu)點是可以用較窄的鋼帶生產(chǎn)大直徑鋼管，也可以用同樣寬度的鋼帶生產(chǎn)不同直徑的鋼管。螺旋焊管廣泛用于石油天然氣的長距離管道運輸中，管道運輸是石油天然氣運輸中最經(jīng)濟、最安全的方法。近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，石油天然氣消耗量急劇增加，管道建設(shè)不斷發(fā)展，從而帶動了不銹鋼焊管的需求和生產(chǎn)，由此造成不銹鋼焊管的質(zhì)量參差不齊。為確保施工質(zhì)量，使用前的檢驗尤為重要。現(xiàn)將日常檢驗中遇到的問題及解決方法加以總結(jié)。

一、遇到的問題

 本文所提不銹鋼焊管以GB/T 9711-2017《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》為檢驗標(biāo)準(zhǔn)，主要用于輸送石油天然氣，在油田應(yīng)用比較廣泛。標(biāo)準(zhǔn)中要求檢驗螺旋焊管管體材料的規(guī)定總延伸強度R t0.5作為屈服強度（當(dāng)檢驗鋼級大于L625的PSL2鋼管時，采用規(guī)定塑性延伸強度R p0.2），對于管徑大于φ219mm的鋼管要求取橫向試樣。檢驗了一批鋼級為L450管徑為φ273mm的螺旋焊管，標(biāo)準(zhǔn)中對L450鋼級鋼管管體材料屈服強度R t0.5的要求是≥450MPa，實際檢驗中先后共做了4件試樣，測得的屈服強度值如表所示：從表可以看出，同樣的4件試樣，所檢測出的R t0.5的值偏低，且數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，波動較大，而同樣可以作為屈服強度指標(biāo)的R p0.2的值卻非常穩(wěn)定，數(shù)值較高。關(guān)鍵在于R t0.5的值不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而R p0.2的值卻滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

二、原因分析

 為了慎重起見，筆者比對試驗曲線及數(shù)據(jù)仔細分析了原因。首先要了解，規(guī)定總延伸強度R t0.5和規(guī)定塑性延伸強度R p0.2是如何測量的。要測量這兩個參數(shù)都要用到目前拉伸試驗機所必不可少的附件—引伸計。測量時將引伸計裝卡于試樣上，測量桿底部的刀刃與試樣接觸，試樣在拉伸時受力變長，測量桿之間的距離也隨之增大，其增加量通過與測量桿連接的測量元件轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號，然后傳遞給電腦。引伸計的測量精度非常高，稍微一點變化都會對其測量結(jié)果影響很大，例如規(guī)定總延伸強度R t0.5就是用引伸計測量試樣平行長度內(nèi)50mm距離被拉長0.5%時的強度，即50mm乘以0.5%約0.25mm的長度變化，而規(guī)定塑性延伸強度R p0.2則更小，約只有0.1mm的長度變化。因此鋼材拉伸試驗對試樣的加工質(zhì)量要求很高，加工粗糙的試樣對試驗結(jié)果特別是對用引伸計測量的屈服強度指標(biāo)影響很大。

 不銹鋼焊管的橫向試樣是沿著管體的圓周方向切下的試樣，通常都帶有一定的彎曲度，因此加工過程中要經(jīng)過壓平處理，但鋼材都有一定的韌性，施加足夠大的壓力時可以壓的很平，但是壓力一卸，鋼材又在一定程度上恢復(fù)了以前的形態(tài)。筆者曾經(jīng)做過試驗，用200噸的壓力試驗機壓平一組不銹鋼焊管的橫向試樣，10分鐘以后卸掉壓力，試樣依舊保留一定的彎曲度。所以，螺旋焊管的橫向試樣很難被完全壓平，這就給隨后的試驗帶來不確定性。用帶有彎曲度的試樣進行試驗，引伸計的測量會存在不小的誤差，特別是測量規(guī)定總延伸強度R t0.5時，誤差更大。在測量R t0.5時，由于引伸計基本上是從試驗開始位置附近開始計數(shù)，此時試樣還處于彎曲狀態(tài)，所以測得的這0.5%的變形量中不僅包含了試樣材料被拉伸時的伸長量，還包含了試樣由彎變直所產(chǎn)生的伸長量。這個由彎變直的伸長量或許很小，但對于測量總變形量只有0.25mm的屈服強度來說，影響不可忽視。也即是，電腦軟件記錄規(guī)定總延伸強度R t0.5的力值時，試樣自身的伸長量并未達到0.5%。因此上例中所測的規(guī)定總延伸強度R t0.5并不是真實的屈服強度，其值要比真實值低，并且由于每個試樣的彎曲程度不同，所以會出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動較大的情況。而測量規(guī)定塑性延伸強度R p0.2時，引伸計是從試樣材料開始彈性變形附近開始計數(shù)，此時試樣已經(jīng)被試驗機拉直，這樣就可避免試樣由彎變直所帶來的影響，因此所測數(shù)據(jù)相對比較準(zhǔn)確。

三、總結(jié)及建議

 日常檢驗不銹鋼焊管的屈服強度時，如果采用原始壁厚的橫向壓平試樣并且檢驗結(jié)果高于標(biāo)準(zhǔn)所要求的數(shù)值時，可判為合格。當(dāng)所測的屈服強度R t0.5低于標(biāo)準(zhǔn)值且低的不太多時，建議參考規(guī)定塑性延伸強度R p0.2的測量值謹慎處理。如果是壁厚較厚的不銹鋼焊管，盡量加工成圓棒試樣進行試驗，可以提高試驗的準(zhǔn)確性。此外，新的室溫拉伸試驗方法，無論是國標(biāo)還是美標(biāo)都優(yōu)先推薦使用應(yīng)變（引伸計）控制方法進行試驗，這對于加工較完美的試樣例如圓棒試樣肯定是無問題的。但在現(xiàn)實檢驗中，由于設(shè)備、加工人員以及工作量的影響，使用前的入庫檢驗所用的試樣在多數(shù)情況下并不能做到精雕細琢，特別是對于像螺旋焊管這種原始壁厚的橫向壓平試樣和一些熱軋無縫鋼管的原始壁厚試樣，應(yīng)變（引伸計）控制方法卻并不可取，因為受試樣由彎變直或者壁厚不均勻的影響，在拉伸初期引伸計的示值變化難以確定，筆者在試驗中發(fā)現(xiàn)，明明在拉伸，引伸計的示值卻在減小，這就很容易造成試驗機的控制出現(xiàn)錯誤，忽快忽慢，嚴重影響試驗質(zhì)量，所以對于這種原始壁厚試樣建議采用位移控制方法，或者在前期采用位移控制，當(dāng)力值達到一定程度時，例如屈服前，再換成應(yīng)變（引伸計）控制，這樣可以提高檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。