一种用于X80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样的制作方法

一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样
技术领域
1.本实用新型涉及高钢管道领域，特别涉及一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样。


背景技术：

2.目前国内对于石油天然气工业管线环焊缝性能的测试手段是采用单轴拉伸试样，国标和行业标准内规定的检测结果包含焊接接头的抗拉强度及伸长率，部分非标准内规定的全焊缝拉伸或微拉伸试样可测定其焊缝的屈服强度。而在役管线有内压以及外载荷的复合加载工况下运行，该检测结果已不能满足研究其实际工况的需要。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的之一在于提供一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样，所述用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样包括四个夹持部，所述夹持部包括夹持区域、镂空区域和中心减薄区域，其中，所述四个夹持部为十字形，夹持部中心设置通孔，通孔连接夹持部；所述中心减薄区域设置在夹持部前端，所述通孔连接中心减薄区域；所述镂空区域设置在夹持区域与中心减薄区域之间，所述镂空区域设置三个以上的镂空孔；所述夹持区域位于夹持部末端；所述夹持区域的宽度大于所述镂空区的宽度，所述镂空区的宽度大于所述中心减薄区域的宽度，所述中心减薄区域的厚度小于所述夹持区域和所述镂空区域。
5.在本实用新型一个示例性实施例中，所述夹持区域和镂空区域的厚度可为3.8～4.2mm，所述中心减薄区域的厚度可为1.3～1.8mm。
6.在本实用新型一个示例性实施例中，所述夹持区域和镂空区域的厚度可为3.9～4.1mm，所述中心减薄区域的厚度可为1.4～1.6mm。
7.在本实用新型一个示例性实施例中，所述镂空孔的长可为28～32mm，宽可为1.3～1.8mm，镂空孔两端设置有半径可为1.3～1.8mm的圆角。
8.在本实用新型一个示例性实施例中，所述镂空孔的长可为29～31mm，宽可为1.4～1.6mm，镂空孔两端设置有半径可为1.4～1.6mm的圆角。
9.在本实用新型一个示例性实施例中，所述两个相邻的镂空孔之间距离可为5～6mm。
10.在本实用新型一个示例性实施例中，所述两个相邻中心减薄区域之间的角度可为77～80
°
。
11.在本实用新型一个示例性实施例中，所述通孔的半径可为12～13mm。
12.在本实用新型一个示例性实施例中，所述两个相邻中心减薄区域之间设置半径可为5mm的倒角。
13.在本实用新型一个示例性实施例中，所述中心减薄区域设置边缘倒角，中心减薄区的边缘倒角可为1.3～1.8mm。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括以下内容：
15.1)本实用新型的试样针对在役高钢级管道环焊缝，能反映其实际工况的测试，试样夹持区域和中心减薄区域之间进行镂空设计以满足各向载荷的均匀加载需要，可以解决预测环焊缝性能中预加内压条件下轴向承载能力难以测定的问题。
16.2)本实用新型的试样尺寸设计满足了现有试验设备加载吨位不足的难题，且按该尺寸加工的试样加载方式选择多样化，试样破坏结果更易观测。
附图说明
17.图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的试样模型图。
18.图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的四分之一试样的主视图。
19.图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的四分之一试样的俯视图。
具体实施方式
20.在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样。需要说明的是，“前”、“末”、仅仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。
21.为了模拟受外载荷下在役环焊缝的真实受力状态，研究在预加环向力条件下的环焊缝区域的承载能力变化规律。通过本实用新型所述的用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样，在环焊缝区域的管道模拟内压变化，测试在不同环向应力和水平施加轴向力下的环焊缝区域，得到环焊缝区域的承载能力水平及各部位应变变化规律。本实用新型的试样适用于mts平面双轴试验机。
22.由于石油天然气管道环焊缝区域强度较高，本实用新型试样进行了减薄处理以便于试样的破坏和检测结果处理。在试样夹持区域和中心减薄区域之间进行镂空设计以满足各向载荷的均匀加载需要。如图3所示，四分之一的十字试样为一对称二爪的形状。本实用新型所述的试样在加工过程中，环焊缝应全穿过于十字试样任一的一对称二爪的形状两端，并位于试样的中心位置。
23.在本实用新型的第一个示例性实施例中，一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样，试样为四爪十字试样，试样包括四个夹持部，夹持部包括夹持区域、镂空区域和中心减薄区域。其中，四个夹持部为十字形，夹持部中心设置通孔，通孔连接夹持部；中心减薄区域设置在夹持部前端，通孔连接中心减薄区域；镂空区域设置在夹持区域与中心减薄区域之间，镂空区域设置三个以上的镂空孔；夹持区域位于夹持部末端。夹持区域的宽度大于镂空区的宽度，镂空区的宽度大于中心减薄区域的宽度，中心减薄区域的厚度小于夹持区域和所述镂空区域。
24.在本示例性实施例中，夹持区域和镂空区域的厚度可为3.8～4.2mm，中心减薄区域的厚度可为1.3～1.8mm。
25.进一步地，夹持区域和镂空区域的厚度可为3.9～4.1mm，中心减薄区域的厚度可为1.4～1.6mm。
26.具体来讲，夹持区域和镂空区域的厚度可为4mm，中心减薄区域的厚度可为1.5mm。
27.在本示例性实施例中，镂空孔的长可为28～32mm，宽可为1.3～1.8mm，镂空孔两端设置有半径可为1.3～1.8mm的圆角。
28.进一步地，镂空孔的长为29～31mm，宽为1.4～1.6mm，镂空孔两端设置有半径为1.4～1.6mm的圆角。
29.具体来讲，镂空孔的长可为30mm，宽可为1.5mm，镂空孔两端设置有半径可为1.5mm的圆角。
30.在本示例性实施例中，两个相邻的镂空孔之间距离可为5～6mm。
31.在本示例性实施例中，两个相邻中心减薄区域之间的角度可为77～80
°
，两个相邻中心减薄区域之间设置半径可为5mm的倒角。中心减薄区域设置边缘倒角，中心减薄区的边缘倒角可为1.3～1.8mm。
32.具体来讲，两个相邻中心减薄区域之间的角度可为79
°
。
33.在本示例性实施例中，通孔的半径可为12～13mm。
34.图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的试样模型图。图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的四分之一试样的主视图。图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的四分之一试样的俯视图。
35.在本实用新型的第二个示例性实施例中，如图1～3所示，一种用于x80高钢级环焊缝双轴拉伸的试样，试样为四爪十字试样。试样包括四个夹持部，即，第一夹持部、第二夹持部、第三夹持部和第四夹持部。第一夹持部和第二夹持部沿第一方向设置，第三夹持部和第四夹持部沿第二方向设置，第一方向和第二方向垂直，而且第一夹持部和第二夹持部以第二方向为轴彼此对称，第三夹持部和第四夹持部以第一方向为轴彼此对称。四个夹持部的前端彼此连接，呈十字形，并且连接区上形成有通孔。
36.每个夹持部包括夹持区域、镂空区域和中心减薄区域，其中，四个夹持部为十字形，夹持部中心设置通孔，通孔连接夹持部；中心减薄区域设置在夹持部前端，通孔连接中心减薄区域；镂空区域设置在夹持区域与中心减薄区域之间，镂空区域设置三个以上的镂空孔；夹持区域位于夹持部末端。夹持区域的宽度大于镂空区的宽度，镂空区的宽度大于中心减薄区域的宽度，中心减薄区域的厚度小于夹持区域和所述镂空区域。
37.具体来讲，夹持区域为h、镂空区域为g、中心减薄区域f和通孔e。
38.在本示例性实施例中，如图2所示，夹持区域和镂空区域的厚度为c2，中心减薄区域的厚度为c1。
39.其中，夹持区域和镂空区域的厚度可为3.8～4.2mm，中心减薄区域的厚度可为1.3～1.8mm。进一步地，夹持区域和镂空区域的厚度可为3.9～4.1mm，中心减薄区域的厚度可为1.4～1.6mm。具体来讲，夹持区域和镂空区域的厚度可为4mm，中心减薄区域的厚度可为1.5mm。
40.在本示例性实施例中，如图3所示，镂空孔的长为a1，两个相邻的镂空孔之间距离为b1。
41.其中，镂空孔的长可为28～32mm，宽可为1.3～1.8mm，镂空孔两端设置有半径可为1.3～1.8mm的圆角。进一步地，镂空孔的长为29～31mm，宽为1.4～1.6mm，镂空孔两端设置有半径为1.4～1.6mm的圆角。具体来讲，镂空孔的长可为30mm，宽可为1.5mm，镂空孔两端设
置有半径可为1.5mm的圆角。
42.其中，两个相邻的镂空孔之间距离可为5～6mm。
43.在本示例性实施例中，如图2～3所示，两个相邻中心减薄区域之间的角度为d，两个相邻中心减薄区域之间设置半径为r2的倒角，中心减薄区的边缘倒角为r3。
44.其中，两个相邻中心减薄区域之间的角度可为77～80
°
，两个相邻中心减薄区域之间设置半径可为5mm的倒角。具体来讲，两个相邻中心减薄区域之间的角度可为79
°
。
45.其中，中心减薄区域设置边缘倒角，中心减薄区的边缘倒角可为1.3～1.8mm，具体来讲，中心减薄区的边缘倒角可为1.5mm。
46.在本示例性实施例中，如图3所示，通孔的半径为r1。
47.其中，通孔的半径可为12～13mm。
48.在本示例性实施例中，如图3所示，镂空孔的长为a1，镂空孔到夹持区域的长为a2，夹持区域的长为a3，通孔到夹持区域长为a4。夹持区域的长可小于镂空区域的长，镂空区域的长可小于中心减薄区域的长，夹持区域一半的长为b3，外侧镂空孔到夹持区域的长为b2。
49.具体来讲，镂空区域的长为30mm，镂空孔到夹持区域的长为53mm，夹持区域的长为50mm，通孔到夹持区域长为110mm，中心减薄区域的长为14～15mm。夹持区域一半的长为20mm，外侧镂空孔到夹持区域的长b2为11mm。
50.尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。