ICS 75.200; 77.040.10 E 16:H22 备案号：57703—2017
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7318.2—2016
油气输送管特殊性能试验方法第2部分：单边缺口拉伸试验 Standardtestmethodforspecialpropertiesoflinepipe-
Part 2 : Single-edge notched tensile test (SENT)
2017-05-01实施
2016-12-05发布
国家能源局 发布 SY/T7318.22016
目 次
前言
1
范围 2规范性引用文件术语和定义
1
3
4符号、代号和缩略语· 4.1 符号和代号 4.2 缩略语 5试样 5.1 试样形状及尺寸 5.2 试样加工
5.3 疲劳预制裂纹装置 6.1 一般要求 6.2 双引伸计装置 6.3 电势差装置…. 7试验方法 7.1 一般要求
6
7.2 试样测量 7.3 试验温度 7.4 刃口和引伸计 7.5 电势差装置 7.6 试样夹持和对中 7.7 试验 7.8 试验后的裂纹测量 7.9 热影响区试样后处理试验数据处理
.10
8
8.1 计算CTOD 8.2 卸载柔度法计算裂纹尺寸和CTOD曲线 8.3 电势差法计算裂纹尺寸和CTOD 8.4 多试样法计算裂纹尺寸和CTOD曲线 9有效性验证 10 试验报告附录A（资料性附录) 柔度的计算
10 .·11 .12
.13
13
.·14
·15
1 SY/T7318.2—2016
前言
SY/T7318一2016《油气输送管特殊性能试验方法》分为以下几部分：
第1部分：宽板拉伸试验 —第2部分：单边缺口拉伸试验；一第3部分：全尺寸弯曲试验； ++++ 本部分为SY/T7318的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由石油管材专业标准化技术委员会提出并归口。 本部分起草单位：中国石油集团石油管工程技术研究院、北京隆盛泰科石油管科技有限公司、西
安三环科技开发总公司。
本部分主要起草人：陈宏远、王亚龙、张华、王鹏、池强、方伟、杨坤、齐丽华、梁明华、聂向晖、姚欢。
II SY/T7318.2—2016
油气输送管特殊性能试验方法
第2部分：单边缺口拉伸试验
1范围
SY/T7318的本部分规定了单边缺口拉伸试验的试样形状及尺寸、试验装置、试验方法及数据处理等。
本部分适用于采用单边缺口拉伸试验方法测量油气输送管道焊接接头材料在准静态加载下的裂纹尖端张开位移阻力曲线。本部分也适用于其他焊接接头材料在准静态加载下的单边缺口拉伸试验。均匀金属延性材料的裂纹尖端张开位移阻力曲线测试，也可参照本方法。
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。
GB/T21143金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法 ASTME4试验机力鉴定规程（Standardpracticesforforceverificationoftestingmachines） ASTME399金属材料线性一弹性平面应变断裂韧性Kc试验方法（Standardtestmethodfor
linear-elastic plane-strain fracture toughness Kic of metallic materials)
ASTME1820断裂韧性测量的标准试验方法（Standardtestmethodformeasurementoffracture toughness)
ASTME1829 表面分析前样品处置标准指南（Standardguideforhandlingspecimenspriorto surface analysis)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
柔度compliance 试验过程中，每个弹性卸载/再加载循环中载荷一CMOD曲线斜率的倒数。
3.2
试样宽度specimenwidth 缺口深度方向上的试样边对边尺寸。
3.3
试样厚度specimenthickness 试样截面上垂直于缺口深度方向的边对边尺寸。
1 SY/T7318.2—2016
4符号、代号和缩略语
下列符号、代号和缩略语适用本文件。 4.1符号和代号
ao 目视观察到的平均初始裂纹深度，mm； ao 九个等间距点之中的某一个预制裂纹深度，mm； a 九个等间距点之中的某一个最终裂纹深度，mm； aoa -预测的原始裂纹深度，mm； a, 由九个等间距点测量的最终裂纹深度，mm； a; 通过卸载弹性柔度计算的最终裂纹深度，mm； a, 物理最终裂纹深度，mm； Aa, a,=a,-ag,mm;
试样厚度，试样截面上垂直于缺口深度方向的边对边尺寸，mm；
B B 韧带厚度：B。=B-ag，mm； Ber 有效厚度，mm； Bv 带侧槽试样上，侧槽根部的净厚度，mm； C -第i个加载/卸载循环的柔度，mm； E 弹性模量，GPa； E" E=EI(1v),GPa; h 加工缺口深度，mm； h, 低引伸计高度，mm；
h 高引伸计高度，mm； LM 估算最大载荷，Lu=（W-a）B%Ts，kN； P 试验中的载荷，MPa； PM 疲劳预制裂纹的峰值载荷，MPa； PMAX 预制裂纹的最大载荷，MPa； PMIN 预制裂纹的最小载荷，MPa； P.. 试验中的最大载荷，MPa； Py 韧带部分的屈服极限载荷，Py=（W-a）B%Qys，kN；
应力比，R=PMIn/PMAx； Rp02 试验温度下在垂直于裂纹面方向0.2%的规定非比例延伸强度，MPa； S. 三点弯曲装置上的外加载点跨距，mm；
R
规范化的第i个加载/卸载循环的柔度，m/N；
u, W- 试样宽度，缺口深度方向上的试样边对边尺寸，mm；
使用单引伸计法时引伸计刃口距试样表面距离，mm； α 阻力曲线中的系数； Yp 塑性转动因子，对本部分规定的SENT试样可取1.2；
z
裂纹尖端张开位移，mm；
S
OM 裂纹口张开位移，mm；
阻力曲线中的系数；泊松比；
n v
2 SY/T7318.2—2016
引伸计测量的裂纹口张开位移塑性部分，mm；低引伸计测量的裂纹口张开位移，mm；高引伸计测量的裂纹口张开位移，mm；
S V, V2
Oys 断裂试验温度下的0.2%届服强度，MPa： Ors 抗拉强度，MPa。
4.2缩略语
CTOD：裂纹尖端张开位移； CMOD：裂纹口张开位移。
5试样 5.1试样形状及尺寸 5.1.1推荐试样形状应为正方形截面（B×W），两个夹持部分之间长度至少为10W，如图1所示。两边夹持部分最少各为4W，因此最小总长度应为18W。W为试样宽度，要求尽可能接近壁厚，B为试样厚度，推荐等于试样宽度W。
边槽
纵向
≥10W
>4W
>4W
图1推荐的单边缺口拉伸试样形式
5.1.2环焊缝单边缺口拉伸试样取向如图2所示，其轴向与钢管轴向相同。 5.1.3应以下列方法之一制备试样初始裂纹：
使用疲劳加载方法预制裂纹。 使用电火花加工预制裂纹。
5.1.4对环焊缝试样，应在环焊缝表面加工缺口。 5.1.5对于要开缺口并通过疲劳方法预制裂纹的试样，可先使用电火花或者机械方法加工初始缺口，再通过疲劳加载获得其余部分裂纹。初始裂纹深度a。应符合0.25 外表面缺口
取样位置
环焊缝
图2钢管上单边缺口拉伸试样的方向和位置
3 SY/T7318.2—2016
≥1.3mm 或0.05W 两者较大
≤600
图3初始缺口及疲劳预制裂纹
5.1.6对于电火花预制裂纹的试样，初始裂纹深度a。应符合0.25 图4推荐的侧槽形状
5.2试样加工
试样从焊缝上切下时，应确认试样平整，不应使用弯曲方法矫正。 5.3疲劳预制裂纹 5.3.1疲劳预制产生的裂纹部分，其最小深度应为0.05W或1.3mm（取两者中的较大者）。 5.3.2单边缺口拉伸试样应使用三点弯曲进行疲劳预制裂纹，疲劳预制裂纹的方法应符合GB/T21143 的要求。 5.3.3试样应精确固定在加载装置上，确保缺口和载荷对中。 5.3.4使用尽可能高的频率预制裂纹。 5.3.5推荐的初始疲劳载荷为PMAx=0.8PM，并且： 4 SY/T7318.2—2016
0.5B(W - h)° Rpo.2
PM
(1)
S,
5.3.6应力比R应在0～0.1之间。 5.3.7加载疲劳载荷，使裂纹生长到需要的a/W，试样应按5.1的规定开侧槽。
6装置 6.1一般要求 6.1.1试验装置应满足以下参数可以在试验过程中持续测量：
加载载荷。 载荷方向位移。
6.1.2载荷应根据ASTME1829和ASTME4校准。 6.2双引伸计装置 6.2.1试样应安装双引伸计，以在试验过程中，于试样表面不同高度处测量裂纹口张开位移。 6.2.2两组引伸计的刃口，其垂直高度差应至少达到0.25W。 6.2.3引伸计夹持位置的缺口应符合ASTME399的规定，保证在试验过程中能够支撑引伸计并且不发生移动和运动。 6.2.4如果刃口使用焊接连接，焊缝应足够小，确保焊接热输人不影响到裂纹尖端区域的材料。焊接热影响区距离裂尖（或预制裂纹）至少应达到3mm。焊缝应保证无裂纹和其他缺陷，以确保试验过程中可以延伸并且在刃口和试样之间产生相对的运动。 6.2.5图5为一种推荐的双引伸计固定装置，其尺寸如图6所示。 6.2.6使用相似三角形法则估算裂纹口和裂纹尖端张开位移。推荐使用较窄的引伸计，以使两个引伸计都可以安装在同一个刃口上（如图5所示）。如图7所示，相对紧凑的引伸计可以保证进行拉伸测量。
高引伸计刃口
紧固螺钉、
低引伸计刃口
图5双引伸计固定装置示意
5