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1、(10)申请公布号 CN 102435498 A (43)申请公布日 2012.05.02 CN 102435498 A *CN102435498A* (21)申请号 201110394658.1 (22)申请日 2011.12.02 G01N 3/08(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (71)申请人 中国石油天然气第七建设公司 地址 266000 山东省青岛市崂山区苗岭路 36 号国发大厦 A 座 (72)发明人 单荣伟 李梦贤 孔凡富 崔义新 师娟 任林昌 张立东 张龙仿 周涛 李建江 杨琳 殷属越 刘丽娜 王培建 (74)专利代理机构 青岛发思特专利商标代理有 限。
2、公司 37212 代理人 巩同海 (54) 发明名称 拉脱力试验方法 (57) 摘要 本发明涉及一种试验方法， 尤其是一种拉脱 力试验方法。该方法主要包括以下步骤 ： 加工试 件 ； 加工柱塞， 将柱塞安装在管件的顶部 ； 加工拉 脱力试验夹具 ； 进行拉脱力试验 ； 根据抗拉强度 值对焊接工艺进行评定。其操作简单， 成本低， 使 用方便， 安全可靠， 试验数据真实可靠， 基本不存 在误差， 非常适用于焊接工艺的评定。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102435503 A1/1 页 2。
3、 1. 一种拉脱力试验方法， 其特征在于该方法主要包括以下步骤 ： (1) 加工试件 ： 所述的试件包括管板和管件， 管板呈长方体， 沿管板的长度方向间隔设 置至少一个通孔， 管件的下端分别固定在通孔内， 管件的顶端高出管板的顶部表面， 采用机 加工方法分别加工出管板和管件 ； 然后， 将管件分别焊接在管板上的通孔内， 焊接完成后对 焊缝的外观进行检查 ； 检查合格后， 对管件与管板进行胀接， 胀接完成后对试件进行渗透检 测， 通过渗透检测的试件进行下面的试验 ； (2) 加工柱塞， 将柱塞安装在管件的顶部 ： 所述柱塞包括柱塞头和柱塞管， 柱塞管与柱 塞头固定连接， 柱塞头的两侧面为平面， 。
4、两平面之间通过弧形面连接， 柱塞头的尺寸小于管 件的尺寸， 采用机加工方法加工柱塞， 每个管件对应一个柱塞， 将柱塞管插入管件的顶部， 从而将柱塞分别装入管件的上端 ； (3) 加工拉脱力试验夹具 ： 所述的拉脱力试验夹具包括夹具本体， 夹具本体内设有凹 槽， 管板设置在夹具本体的凹槽内， 管件的顶部伸出夹具本体， 夹具本体底部的中心位置处 固定设有底部凸起， 试验过程中管板被固定在拉脱力试验夹具内， 该夹具采用数控切割机 一次切割成型 ； (4) 进行拉脱力试验 ： 首先将拉脱力试验夹具的底部凸起放置在拉力机下端夹紧装置 中， 拉力机下端夹紧装置施加夹紧力将底部凸起夹紧， 将试件的管板插入拉。
5、脱力试验夹具 的凹槽内 ； 然后， 从试件的一端开始对试件上的管件依次进行拉脱力试验 ： 先将该管件的 上部放置在拉力机上端夹紧装置中， 拉力机上端夹紧装置施加夹紧力将管件夹紧， 其中柱 塞头的平面侧面与拉力机上端夹紧装置相平行， 同时要保证被夹紧的管件的中心线与底部 凸起的中心线位于同一直线上， 当拉力机上端夹紧装置和下端夹紧装置分别夹紧管件和底 部凸起后， 拉力机带动拉力机上端夹紧装置向上运动， 拉力机上端夹紧装置同时拉动管件 向上运动， 拉力机逐渐增大拉力， 直至管件被拉力机从管板中拉出， 此时对拉力机上显示的 抗拉强度值进行记录， 对该管件的拉脱力试验结束后， 依次对试件上的其它管件进。
6、行拉脱 力试验， 并分别记录抗拉强度值 ； (5) 根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定 ： 对记录的各管件的抗拉强度值进行比对， 当管件的抗拉强度值均不小于 24.3MPa 时， 即可判定管件的焊接工艺符合设计要求。 2. 根据权利要求 1 所述的拉脱力试验方法， 其特征在于 ： 所述夹具本体的顶部设置开 口， 开口与夹具本体内的凹槽相连通， 使所述的凹槽呈倒 T 形。 3. 根据权利要求 1 所述的拉脱力试验方法， 其特征在于所述对管件与管板进行胀接为 将胀管器插入管件， 使管件发生塑性变形， 直至完全贴合在管板上， 并使管板孔壁周围发生 变形， 然后拔出胀管器， 管件发生塑性变形， 而管板仍。
7、然处在弹性变形状态， 管板孔壁通过 弹性恢复使孔径复原， 从而使管件与管板紧固连接。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的拉脱力试验方法， 其特征在于 ： 所述夹具本体内凹槽的 底部设置条形槽， 条形槽与开口的方向平行。 权 利 要 求 书 CN 102435498 A CN 102435503 A1/3 页 3 拉脱力试验方法 技术领域 0001 本发明涉及一种试验方法， 尤其是一种拉脱力试验方法。 背景技术 0002 将管件焊接到管板的工艺过程中， 有时需要对焊接后的试件进行拉脱力试验， 用 于对焊接工艺进行评定。 而目前在现有技术中并没有明确的拉脱力试验方法用于评定管件 与管板之间的焊。
8、接工艺。 发明内容 0003 本发明的目的在于提出了一种拉脱力试验方法， 其操作简单， 成本低， 使用方便， 安全可靠， 试验数据真实可靠， 基本不存在误差， 非常适用于焊接工艺的评定。 0004 本发明是采用以下的技术方案实现的 ： 一种拉脱力试验方法， 其中该方法主要包 括以下步骤 ： 0005 (1) 加工试件 ： 所述的试件包括管板和管件， 管板呈长方体， 沿管板的长度方向间 隔设置至少一个通孔， 管件的下端分别固定在通孔内， 其中换热管的顶端高出管板的顶部 表面， 采用机加工方法分别加工出管板和管件 ； 然后， 将管件分别焊接在管板上的通孔内， 焊接完成后对焊缝的外观进行检查 ； 检。
9、查合格后， 对管件与管板进行胀接， 胀接完成后对试 件进行渗透检测， 通过渗透检测的试件进行下面的试验 ； 0006 (2) 加工柱塞， 将柱塞安装在管件的顶部 ： 所述柱塞包括柱塞头和柱塞管， 柱塞管 与柱塞头固定连接， 柱塞头的两侧面为平面， 两平面之间通过弧形面连接， 柱塞头的尺寸小 于管件的尺寸， 采用机加工方法加工柱塞， 每个管件对应一个柱塞， 将柱塞管插入管件的顶 部， 从而将柱塞分别装入管件的上端 ； 0007 (3) 加工拉脱力试验夹具 ： 所述的拉脱力试验夹具包括夹具本体， 夹具本体内设 有凹槽， 管板设置在夹具本体的凹槽内， 管件的顶部伸出夹具本体， 夹具本体底部的中心位 。
10、置处固定设有底部凸起， 试验过程中管板被固定在拉脱力试验夹具内， 该夹具采用数控切 割机一次切割成型 ； 0008 (4) 进行拉脱力试验 ： 首先将拉脱力试验夹具的底部凸起放置在拉力机下端夹紧 装置中， 拉力机下端夹紧装置施加夹紧力将底部凸起夹紧， 将试件的管板插入拉脱力试验 夹具的凹槽内 ； 然后， 从试件的一端开始对试件上的管件依次进行拉脱力试验 ： 先将该管 件的上部放置在拉力机上端夹紧装置中， 拉力机上端夹紧装置施加夹紧力将管件夹紧， 其 中柱塞头的平面侧面与拉力机上端夹紧装置相平行， 同时要保证被夹紧的管件的中心线与 底部凸起的中心线位于同一直线上， 当拉力机上端夹紧装置和下端夹紧。
11、装置分别夹紧管件 和底部凸起后， 拉力机带动拉力机上端夹紧装置向上运动， 拉力机上端夹紧装置同时拉动 管件向上运动， 拉力机逐渐增大拉力， 直至管件被拉力机从管板中拉出， 此时对拉力机上显 示的抗拉强度值进行记录， 对该管件的拉脱力试验结束后， 依次对试件上的其它管件进行 拉脱力试验， 并分别记录抗拉强度值 ； 说 明 书 CN 102435498 A CN 102435503 A2/3 页 4 0009 (5) 根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定 ： 对记录的各管件的抗拉强度值进行比 对， 当管件的抗拉强度值均不小于 24.3MPa 时， 即可判定管件的焊接工艺符合设计要求。 0010 本发明。
12、中， 所述夹具本体的顶部设置开口， 开口与夹具本体内的凹槽相连通， 使所 述的凹槽呈倒 T 形。 0011 所述对管件与管板进行胀接为将胀管器插入管件， 使管件发生塑性变形， 直至完 全贴合在管板上， 并使管板孔壁周围发生变形， 然后拔出胀管器， 管件发生塑性变形， 而管 板仍然处在弹性变形状态， 管板孔壁通过弹性恢复使孔径复原， 使管件与管板紧固连接。 0012 所述夹具本体内凹槽的底部可以设置条形槽， 条形槽与开口的方向平行， 管件位 于管板下方的伸出部分可以设置在条形槽内。 0013 本发明的有益效果是 ： 首先， 该试验方法操作简单， 成本低， 使用方便， 安全可靠 ； 第二， 该试验。
13、方法能够模拟管件在实际工作中受力的方向， 试验测得的数据真实可靠， 基本 不存在误差， 非常适用于焊接工艺的评定。 附图说明 0014 图 1 是拉脱力试验方法的示意图 ； 0015 图 2 是拉脱力试验方法所使用的拉脱力夹具的主视图 ； 0016 图 3 是拉脱力夹具的俯视图 ； 0017 图 4 是本发明中试件的俯视图 ； 0018 图 5 是柱塞的主视图 ； 0019 图 6 是柱塞的左视图 ； 0020 图 7 是柱塞的俯视图。 0021 图中 ： 1 拉脱力试验夹具 ； 2 夹具本体 ； 3 底部凸起 ； 4 拉力机下端夹紧装置 ； 5 试 件 ； 6 拉力机上端夹紧装置 ； 7 柱。
14、塞 ； 8 条形槽 ； 9 开口 ； 10 管板 ； 11 换热管。 具体实施方式 0022 下面结合附图对本发明做进一步说明。 0023 图 1 是本发明中拉脱力试验方法的示意图。实际施工中， 管件与管板之间通过强 度焊接加胀接的方法制成， 制作完成后， 必须对管件与管板接头之间的焊接工艺进行评定， 以确定其是否满足设计要求， 上述管件包括换热管、 分流管等。 本实施例中的管件采用换热 管， 该方法包括以下步骤 ： 0024 第一步， 根据图纸要求加工试件。所述的试件如图 1 和图 4 所示， 该试件 5 包括管 板 10 和换热管 11， 管板 10 呈长方体， 沿管板 10 的长度方向间。
15、隔设置五个通孔， 换热管 11 分别固定在五个通孔内， 其中换热管11的顶部高出管板10的顶部表面， 以便于拉力机夹紧 装置夹紧换热管11， 换热管11的底部可以根据实际需要伸出管板10的底部表面。 首先， 根 据图纸要求， 采用机加工如开孔、 导角和破口加工等工序分别加工出管板 10 和换热管 11 ； 然后， 将换热管 11 分别焊接在管板 10 上的通孔内， 焊接完成后对焊缝的外观进行检查 ； 检 查合格后， 对换热管11与管板10进行胀接， 即将胀管器插入换热管11， 使换热管11发生塑 性变形， 直至完全贴合在管板10上， 并使管板10孔壁周围发生变形， 然后拔出胀管器， 由于 换热。
16、管发生的是塑性变形， 而管板仍然处在弹性变形状态， 扩大后的管径不能缩小， 而管板 说 明 书 CN 102435498 A CN 102435503 A3/3 页 5 孔壁则需要弹性恢复而使孔径复原， 这样就可以使换热管与管板 10 紧固连接 ； 胀接完成后 对试件 5 进行渗透检测， 通过渗透检测来判断试件表面是否存在开口缺陷。通过渗透检测 的试件 5 满足了标准要求， 并可以进行下面的试验。 0025 第二步， 加工柱塞， 将柱塞安装在换热管的顶部。所述的柱塞如图 5 至图 7 所示， 柱塞7包括柱塞头和柱塞管， 柱塞管插接在换热管11的顶部， 柱塞头的两侧面为平面， 两平 面之间通过弧。
17、形面连接， 柱塞头的尺寸小于换热管的尺寸， 采用机加工方法加工五个柱塞， 每个换热管对应一个柱塞。通过将柱塞管插入换热管 11 的顶部， 从而将柱塞 7 分别装入换 热管 11 的上端。 0026 第三步， 加工拉脱力试验夹具。所述的夹具如图 2 和图 3 所示， 该夹具包括夹具本 体 2， 所述的夹具本体 2 内沿其厚度方向设置凹槽， 夹具本体 2 的顶部设置开口 9， 开口 9 与 夹具本体 2 内的凹槽相连通， 使所述的凹槽呈倒 T 形， 该形状的凹槽便于放置试件 5， 试件 5 中换热管 11 的上部穿过开口 9 伸出夹具本体 2， 试件 5 的管板 10 设置在凹槽内， 从而在 试验。
18、过程中将试件 5 固定在夹具本体 2 的凹槽内， 夹具本体 2 内凹槽的底部设置条形槽 8， 条形槽 8 与开口 9 的方向平行， 换热管 11 位于管板 10 下方的伸出部分可以设置在条形槽 8 内， 夹具本体 2 底部的中心位置处固定设有底部凸起 2。该夹具由碳素结构钢的钢板加工 而成， 所选用的钢板的厚度一般根据被拉换热管的截面积来确定。加工时采用数控切割机 一次切割成型， 该夹具的许用拉力远远大于换热管的许用拉力， 确保了试验过程中的安全， 提高了夹具的使用安全系数。 0027 第四步， 进行拉脱力试验 ： 如图 1 所示， 试验时首先将拉脱力试验夹具 1 中的底部 凸起 3 放置在拉。
19、力机下端夹紧装置 4 中， 拉力机下端夹紧装置 4 施加夹紧力将底部凸起 3 夹紧， 将试件 2 插入拉脱力试验夹具 1 内 ； 然后， 从试件 2 的一端开始对试件 2 上的换热管 11 依次进行拉脱力试验 ： 先将该换热管 11 的上部放置在拉力机上端夹紧装置 5 中， 拉力机 上端夹紧装置5施加夹紧力将换热管11夹紧， 其中柱塞头的平面侧面与拉力机上端夹紧装 置5相平行， 这样可以避免拉力机上端夹紧装置5在未夹住换热管时先夹住柱塞， 同时要保 证被夹紧的换热管11的中心线与底部凸起3的中心线位于同一直线上， 以保证拉脱力试验 的准确性。当拉力机上端夹紧装置 5 和下端夹紧装置 4 分别夹。
20、紧换热管 11 和底部凸起 3 后， 开始拉脱试验， 拉力机带动拉力机上端夹紧装置5向上运动， 由于换热管11的上端被拉 力机上端夹紧装置夹紧， 同时管板 10 固定在拉脱力夹具 1 内， 因此拉力机上端夹紧装置 5 也同时拉动换热管向上运动， 拉力机逐渐增大拉力， 直至换热管11被拉力机从管板10中拉 出， 此时对拉力机上显示的抗拉强度值进行记录。 对该换热管的拉脱力试验结束后， 依次对 试件 2 上的其它换热管 11 进行拉脱力试验， 并分别记录抗拉强度值。 0028 第五步， 根据抗拉强度值对焊接工艺进行评定 ： 对记录的各换热管的抗拉强度值 进行比对， 当换热管的抗拉强度值均不小于 24.3MPa 时， 即可判定换热管的焊接工艺符合 设计要求。 0029 本发明中， 在管板上设置的孔不限于 5 个， 也可以为其它数量， 管板上设置的孔的 个数主要根据实际试验过程中所需要试验的换热管的数量来确定。 所述的管件也可以为分 流管、 对流管等用于焊接工艺的管件。 说 明 书 CN 102435498 A CN 102435503 A1/2 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102435498 A CN 102435503 A2/2 页 7 图 4 图 5图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102435498 A 。