API RP 5L3－2014输送钢管落锤撕裂试验推荐做法简介

孙宏

(中国石油集团渤海石油装备制造有限公司华油钢管公司　河北　青县　062658)



API RP 5L3－2014输送钢管落锤撕裂试验推荐做法简介

孙宏

(中国石油集团渤海石油装备制造有限公司华油钢管公司河北青县062658)

摘要:介绍了新版的落锤撕裂试验(DWTT)的试验标准API RP 5L3－2014《输送钢管落锤撕裂试验推荐做法》，并与以前的版本API RP 5L3－1996进行了比较。对比发现新版的API RP 5L3－2014《输送钢管落锤撕裂试验推荐做法》仍然延续了API RP 5L3 －1996的主要技术内容，并与国内的常用的SY/T 6476－2013和GB/T8363－2007仍然有一定差异。

关键词:API RP 5L3;试验标准;输送钢管;落锤撕裂试验;断口评定

0　引言

落锤撕裂试验(DWTT)，也称为有压痕的落锤撕裂试验。它是由巴特尔纪念研究所在1962年发明的，当时是美国燃气协会NG－18研究项目的内容之一［1］。落锤撕裂试验主要用于评价材料的韧性，如油气输送钢管，通常其采用全壁厚试样。输送钢管的主要标准如API Specification 5L，ISO 3183等均规定了落锤撕裂试验项目。目前落锤撕裂试验的标准主要包括，GB/T 8363－2007［2］、SY/T 6476－2013［3］，API RP 5L3－2014［4］及ASTM E436－03(2014)［5］等。本文按照API RP 5L3－2014标准的顺序，从范围、引用文件、缩略语、试样、试验设备、试验过程、试验结果处理等方面就新标准API RP 5L3－2014进行了对比分析，并就落锤试验机的检定和校准作了简要介绍。

1　范围

与API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014删除了“1.2本标准通过加括号的方式在标准、图及表中给出了美国惯用单位的公制单位转换。公制单位换算因子见附录B”。

将该部分内容移到了4.2，同时，API RP 5L3－1996的附录B变为API RP 5L3－2014中的附录A，即技术内容未发生变化。而GB/T 8363－2007则在适用范围中规定:适用于壁厚不大于40 mm的输送钢管或厚度3～40 mm的铁素体钢、贝氏体钢以及双相钢等钢板。

2　规范性引用文件

API RP 5L3－1996为“2引用文件该推荐做法涵盖了参照最新版本的API Specification 5L管线管规范。”API RP 5L3－2014，将其变更为“2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。API Specification 5L管线管规范”，语言更加规范。

3　缩略语

与API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014删除了“3.1对单词shall和should定义”，将这两个单词移到新标准的前言中，并增加了单词“may”与“can”及其注释，前者表示“许可或可选项”;后者表示“可能性或能力”。删除了3.2中API和CVN的注释，增加了t代表钢管厚度，T代表剪切面积评定中的可忽略区域，ts表示DWTT试样厚度。增加的这三个符号意义非常明显，这对于后面试样断口面积的评定非常有用，参见文献［6］。

4　通用信息

API RP 5L3－2014将API RP 5L3－1996中的设备章节与1.2归入新的通用信息章节，基本内容不变。删除了API RP 5L3－1996中“4.5作为落锤撕裂试验设备的指导文件，冲断夏比V型缺口试样的最大能量与压制缺口和人字形缺口DWTT试样关系如图1所示”。同时删除了图1。增加了“注:夏比冲击上平台冲击功超过200J的钢管落锤撕裂试验往往造成试验无效，导致试验方法效率低下”。

5　试样

与API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014中的图1和图2，分别代替了API RP 5L3－1996中的图2和图3。并对试样尺寸进行了修改，见图1和图2。API RP 5L3－2014仍然规定了压制缺口和人字形缺口两种试样，而GB/T 8363－2007增加了一种新的试样类型作为辅助试样—人字形缺口背后开切口加垫片试样。GB/T 8363－2007、SY/T 6476－2013及API RP 5L3－2014这三个国内常用标准规定的试样主要尺寸见表1。

图1　落锤撕裂试验试样及砧座尺寸

图2　落锤撕裂试验人字型缺口细节

表1　各标准对试样的尺寸与公差的规定

6　仪器设备

6.1标准对仪器设备的要求

与API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014对仪器设备的要求没有变化。GB/T 8363－2007、SY/T 6476 －2013及API RP 5L3－2014这三个国内常用标准对于仪器设备的要求基本一致。差异主要为两支座间距离和锤刃曲率半径，其中GB/T 8363－2007规定的锤刃曲率半径相比后两个标准更加严格。另外，国际单位制和美国惯用单位制的转换和圆整也造成了差异。具体参数见表2。GB/T 8363－2007则规定，支座应有足够的硬度(大于56HRC)、两支座应平行且等高、支座内侧的距离减去锤刃直径以及2倍试样宽度的值不小于5mm［7］。

6.2落锤试验机的检定和校准

截止目前，落锤撕裂试验机仍然没有制定出检定规程或对落锤撕裂试验机设备本身的国家标准，而这些对于设备的制造方及采购方(使用方)是非常必要的。对于落锤试验机的评价及校准目前基本上采用试验方法或依据试验方法制定的校准方法进行，但是校准项目依据检测标准进行校准是不适宜的。

表2　仪器设备的主要技术指标

7　试验过程及试验结果评定

7.1试验过程

与API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014对试验过程的要求没有变化。

7.2试验结果评定

与API RP 5L3－1996相比，API RP 5L3－2014对试验结果评定进行了修订，对以前容易混淆的部分予以明确规定。文献［6］提出，对于API RP 5L3: 1996中的图5，应该明确其中的“t”的不同含义。在API RP 5L3－2014中，关于这一点已经得到了修订，“T”代表评定面积应当忽略的长度;而“ts”代表试样的厚度，见图3～图4。

图3　测定剪切面积的有效评定区域

图4　剪切断裂及解理断裂间断出现的断口

8　附录B剪切面积的测量

对于修订后的API RP 5L3－2014，与“第7章试验过程及试验结果评定”相对应，在“附录B剪切面积的测量”中对于SA％大于45％的试样确定剪切面积的方法中的公式进行了修订。公式(1)为API RP 5L3－1996中的公式;公式(2)为API RP 5L3－2014中的公式。

另外，修订的标准保留了API RP 5L3－1996关于有效试样和无效试样的定义，并没有采用GB/T 8363－2007和SY/T 6476－2013中关于异常断口的规定，仍然延续无效试样的定义。看来国际上对于高钢级管线钢试样的无效试样(异常断口)仍然没有达成一致。

9　结束语

新版的落锤撕裂试验(DWTT)的试验标准API RP 5L3－2014《输送钢管落锤撕裂试验推荐做法》基本延续了API RP 5L3－1996的主要内容，明确了试样断口评定中易于混淆的技术内容，并修订了试样尺寸等技术指标。在注意新旧标准差异的同时，还应注意不同落锤撕裂试验标准的差异。

参考文献

［1］Andrew Cosham，David G Jones，Robert Eiber，et al.Don＇t drop the drop－weight tear test［J］.The Journal of Pipeline Engineering，2010(9)2: 69－84.

［2］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 8363－2007，铁素体钢落锤撕裂试验方法［S］.北京:中国标准出版社，2008.

［3］国家能源局.SY/T 6476－2013，管线钢管落锤撕裂试验方法［S］.北京:石油工业出版社，2014.

［4］API.API RP 5L3 Recommended Practice for Conducting Drop －Weight Tear Tests on Line Pipe.4th.ed.［S］.Washington，DC: API，2014.

［5］ASTM.ASTM E436－03－2014 Standard Test Method for Drop－Weight Tear Tests of Ferritic Steels［S］.Conshohocken，PA: ASTM，2014.

［6］孙宏.输送钢管落锤撕裂试验标准的探讨［J］.焊管，2006，29(4): 87－88.

［7］孙宏.GB/T 8363－2007铁素体钢落锤撕裂试验方法简介［J］.焊管，2010，33(5): 64－66.

·经验交流·

Introduction of Drop－Weight Tear Tests on Line Pipe Recommended Practice API RP 5L3-2014

SUN Hong
(North China Petroleum Steel Pipe Company of CNPC Bohai Equipment Manufacturing Co.Ltd.，Qingxian，Hebei 062658，China)

Abstract:The latest edition of Drop-Weight Tear Tests on Line Pipe Recommended Practice API RP 5L3-2014 was introduced compared with the last edition API RP 5L3-1996.It is found that the latest edition of API RP 5L3 still continues containing more technical content in the API RP 5L3-1996，but it is apparently different with SY/T 6476-2013 and GB/T 8363-2007，which are mainly used domestically.

Key words:API RP 5L3; test standard; line pipe; drop-weight tear test; fracture appearance evaluation

(收稿日期:2015－11－26编辑:屈忆欣)

第一作者简介:孙宏，男，1974年生，高级工程师，1995年毕业于四川联合大学铸造专业，目前从事油气输送钢管及其检测技术的研究。E-mail: sunhong1974@ sina.com

中图法分类号:TG115

文献标识码:A

文章编号:2096－0077(2016)01－0076－04