現(xiàn)在大口徑厚壁埋弧直縫焊管在鋼結(jié)構(gòu)工程中運用越來越多，對承載力、穩(wěn)定性、疲勞強度等相關(guān)性能也越來越重視。大口徑厚壁埋弧直縫焊管除了焊接過程會產(chǎn)生殘余應(yīng)力以外，厚板的冷彎成型也會產(chǎn)生很高冷彎殘余應(yīng)力。而殘余應(yīng)力對鋼構(gòu)件的性能有不利影響，因此在使用之前，要了解大口徑厚壁埋弧直縫焊管在焊接和冷彎成型過程中產(chǎn)生的縱向和環(huán)向殘余應(yīng)力的大小與分布。

本試驗檢測所用方法為盲孔法，該方法是一種應(yīng)用廣泛且精度較好的檢測鋼構(gòu)件殘余應(yīng)力的方法。

測試方法

測量試件：在選定截面上粘貼應(yīng)變片，殘余應(yīng)力測試儀調(diào)試好后，即可打孔測試，測量打孔前后應(yīng)變的變化。孔徑d=2mm，孔深取1.2d，按2.5mm考慮。標(biāo)定試件：在測點部位粘貼應(yīng)變片，將試件就位于試驗機上，加載到100KN，持荷、打孔，測出打孔前后的應(yīng)變差，然后每200KN為一荷載等級加到500KN，共3級，記下每一*荷載下打孔前后應(yīng)變片的讀數(shù)。

試驗概況

本試驗共制造2個試件，一個為測量試件，另一個為標(biāo)定試件。測量試件為直縫焊管φ850，壁厚為40mm，長度L=1500mm，鋼號為Q390GJC-Z15，用于測試厚壁（40mm）直縫焊接鋼管截面上的殘余應(yīng)力分布。標(biāo)定試件用于標(biāo)定測量試件打孔后應(yīng)變釋放系數(shù)，考慮到試驗機夾持端的板件厚度要求，對試件兩端進行了銑薄處理。試驗鉆孔設(shè)備采用南京聚航JHZK鉆孔裝置，試驗數(shù)據(jù)采用JHMK-30自動采集。測量試件選擇3個截面進行測量，在焊縫周圍測點布置比較密集，在焊縫兩側(cè)36°以外布置較為稀疏，內(nèi)外表面沿環(huán)向各布置24個應(yīng)變花。為考慮加載偏心的影響，標(biāo)定試件在兩面各布置4個間距為40mm的三向應(yīng)變花，兩側(cè)面各布置2個單向應(yīng)變片。

試驗結(jié)果分析

A. 鋼管焊縫兩側(cè)的縱向和環(huán)向殘余應(yīng)力基本保持對稱，符合正常規(guī)律。

B. 鋼管內(nèi)外表面基本上均為拉應(yīng)力，僅有*小部分存在壓應(yīng)力，整個截面上內(nèi)、外表面縱向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力在焊縫處附近部位較大，在距焊縫較遠(yuǎn)處應(yīng)力分布逐漸趨于均勻。

C. 由于鋼管在冷彎過程中主要產(chǎn)生環(huán)向殘余應(yīng)力，縱向殘余應(yīng)力主要是由焊接過程產(chǎn)生，因此鋼管表面的環(huán)向應(yīng)力高于縱向應(yīng)力，這與試驗結(jié)果一致；

D. 鋼管的焊接使鋼管內(nèi)外表面均產(chǎn)生拉應(yīng)力，而鋼管的冷彎成型使鋼管外表面受拉，而內(nèi)表面受壓，這樣兩內(nèi)力疊加，就會造成鋼管的內(nèi)表面的殘余應(yīng)力小于外表面的殘余應(yīng)力，即會產(chǎn)生與試驗結(jié)果一致的結(jié)論。

總結(jié)

經(jīng)過試驗證實，盲孔法測應(yīng)力是一種簡單方便的應(yīng)力測試方法，這種方法可以有效地測出大口徑厚壁埋弧直縫焊管內(nèi)部殘余應(yīng)力的大小與分布，并且規(guī)律明顯，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。