本發(fā)明涉及焊接，具體為一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、在管道工程中，焊接接頭是整個(gè)管道系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。冷裂紋是管道接頭中最為常見、危害性最大的一類缺陷。在焊接熱循環(huán)作用下，焊縫及熱影響區(qū)由于組織、性能發(fā)生變化，加之受殘余應(yīng)力的作用以及擴(kuò)散氫的影響，可能導(dǎo)致氫致裂紋的產(chǎn)生。隨著管道強(qiáng)度級(jí)別的提高，環(huán)焊接施工中冷裂紋的問題越來越突出，嚴(yán)重威脅著管道的安全運(yùn)行，是焊接工程中危害最大但必須避免的嚴(yán)重缺陷焊接施工中裂紋問題越來越突出，而焊接裂紋的滯后性使其危害性尤為嚴(yán)重。因此，如何定量地確定鋼材的開裂傾向，一直是焊接工作者面臨的一個(gè)難題。

2、出于試驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作、成本低的目的，我國(guó)應(yīng)用斜y坡口拘束試驗(yàn)和插銷試驗(yàn)較多，這兩種方法都曾被制定為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。然而，這兩種試驗(yàn)方法不能模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)焊接時(shí)的真正拘束度，該局限性導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不能反映鋼材真正的開裂傾向，因此我國(guó)關(guān)于這兩種試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)均已被廢止，目前國(guó)內(nèi)沒有制定相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn)。

3、trc（tensilerestraintcracking）試驗(yàn)是一種外加載荷試驗(yàn)，用于檢驗(yàn)焊接構(gòu)件的冷裂紋敏感性。其檢驗(yàn)原理是對(duì)焊接構(gòu)件施加一定的總恒定載荷，以評(píng)定焊縫的冷裂紋性能。試驗(yàn)時(shí)，對(duì)接試板在不加拉力的狀態(tài)下進(jìn)行施焊，焊后立即從兩端施加拉伸力，并加以調(diào)整，使之可以保持任意的恒應(yīng)力，直到斷裂，當(dāng)恒應(yīng)力達(dá)到某一值時(shí)，可以求得加載24h而不發(fā)生開裂的臨界應(yīng)力，根據(jù)臨界應(yīng)力的大小，評(píng)定冷裂紋敏感性。該試驗(yàn)主要考慮了垂直于焊道作用的拉伸拘束應(yīng)力對(duì)于冷裂紋有很大影響。但是實(shí)際上管線鋼焊接時(shí)的拘束和板狀的不完全相符，因此設(shè)計(jì)了這一試驗(yàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，包括支架、拉伸裝置以及標(biāo)記機(jī)構(gòu)，其中所述拉伸裝置安裝在支架上，用于固定并拉伸管道樣品，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)架設(shè)在所述拉伸裝置上方，用于標(biāo)記拉伸前后管道樣品焊縫兩邊的局部位移情況，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)包括三軸移動(dòng)組件和標(biāo)記組件，其中所述標(biāo)記組件包括固定箱、調(diào)節(jié)箱、固定針腳和移動(dòng)針腳，其中所述固定箱上側(cè)連接所述三軸移動(dòng)組件的移動(dòng)端，所述調(diào)節(jié)箱固定在所述固定箱下側(cè)，所述固定針腳固定在所述調(diào)節(jié)箱一側(cè)，所述移動(dòng)針腳滑動(dòng)設(shè)置在所述調(diào)節(jié)箱內(nèi)，所述固定針腳和所述移動(dòng)針腳底部設(shè)置有測(cè)距模塊，所述測(cè)距模塊用于測(cè)量到達(dá)下方管道樣品的距離以判斷焊縫位置；

3、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述移動(dòng)針腳包括移動(dòng)座和滑動(dòng)針，所述滑動(dòng)針與所述移動(dòng)座滑動(dòng)配合，所述滑動(dòng)針上端固定有標(biāo)記針，所述標(biāo)記針由柱端和針端構(gòu)成，其中所述針端固定在所述柱端中部。

4、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述移動(dòng)座內(nèi)設(shè)置有牽引網(wǎng)，所述移動(dòng)座上端外部固定有墨盒，所述墨盒為空心結(jié)構(gòu)且底部連接有彈簧一，所述彈簧一連接有滑板，所述滑板與牽引網(wǎng)之間連接有牽引繩。

5、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述滑板與所述墨盒內(nèi)壁貼合，所述墨盒底部以及所述移動(dòng)座側(cè)壁開設(shè)有供所述牽引繩穿過的通孔，所述牽引繩采用韌性好且具有一定彈性的材質(zhì)，所述牽引網(wǎng)中部開設(shè)有供針端頂出的穿刺口。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述移動(dòng)座側(cè)壁相對(duì)于所述滑板最低線位處開設(shè)有流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道傾斜設(shè)置，所述流動(dòng)通道的高位端連通所述墨盒，所述流動(dòng)通道的低位端連通所述移動(dòng)座內(nèi)部，所述移動(dòng)座內(nèi)相對(duì)于所述流動(dòng)通道的低位端設(shè)置有染色層。

7、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述染色層上側(cè)表面配合所述流動(dòng)通道設(shè)置有油墨流道，所述染色層中部為染色區(qū)。

8、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述固定針腳包括固定端和活動(dòng)端，所述活動(dòng)端與所述固定端之間連接有彈簧二，所述活動(dòng)端圍繞所述彈簧二四周固定有導(dǎo)柱一，所述固定端內(nèi)部配合所述導(dǎo)柱一開設(shè)有滑槽。

9、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述固定箱位于移動(dòng)座上側(cè)設(shè)置有殼罩，所述殼罩內(nèi)填充有海綿體，所述海綿體表面相對(duì)于所述移動(dòng)座開口處覆蓋有一條標(biāo)記條。

10、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)箱設(shè)置有電推桿一，所述電推桿一驅(qū)動(dòng)端連接所述移動(dòng)座，所述調(diào)節(jié)箱側(cè)壁與所述移動(dòng)座滑動(dòng)配合，所述電推桿一與所述測(cè)距模塊信號(hào)連接。

11、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述拉伸裝置包括若干固定板、移動(dòng)側(cè)板、固定側(cè)板、油缸、夾具以及載荷傳感器，其中所述固定板相對(duì)固定在所述支架上，所述油缸安裝在一塊所述固定板上且驅(qū)動(dòng)端連接所述移動(dòng)側(cè)板，所述載荷傳感器安裝在與所述油缸相對(duì)的固定板上且連接固定側(cè)板，所述夾具安裝在所述移動(dòng)側(cè)板、固定側(cè)板上，用于固定管道樣品。

12、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述夾具包括可移動(dòng)板和不可移動(dòng)板，所述可移動(dòng)板與固定側(cè)板固定連接，所述不可移動(dòng)板與所述固定側(cè)板固定連接，所述可移動(dòng)板和不可移動(dòng)板上固定有管道樣品且所述管道樣品焊縫位置要對(duì)準(zhǔn)可移動(dòng)板和不可移動(dòng)板間隙，所述管道樣品與所述可移動(dòng)板和所述不可移動(dòng)板螺栓連接。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明，通過設(shè)置有標(biāo)記組件，其中的移動(dòng)針腳可以定位焊縫位置，并且在定位點(diǎn)通過上移過程中產(chǎn)生的聯(lián)動(dòng)效果，使得移動(dòng)針腳可以精準(zhǔn)打點(diǎn)記錄定位點(diǎn)，從而直觀記錄拉伸實(shí)驗(yàn)的焊縫邊界變化，提高了實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性；本發(fā)明可以用于測(cè)量管型材料的拘束性能，避免產(chǎn)生裂紋的臨界拘束應(yīng)力或臨界拘束度，以判斷實(shí)際焊接接頭的冷裂傾向。

技術(shù)特征：

1.一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，包括支架（1）、拉伸裝置（2）以及標(biāo)記機(jī)構(gòu)（3），其特征在于：所述拉伸裝置（2）安裝在所述支架（1）上，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)（3）架設(shè)在所述拉伸裝置（2）上方，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)（3）包括三軸移動(dòng)組件（5）和標(biāo)記組件（6），其中所述標(biāo)記組件（6）包括固定箱（61）、調(diào)節(jié)箱（62）、固定針腳（63）和移動(dòng)針腳（64），其中所述固定箱（61）上側(cè)連接所述三軸移動(dòng)組件（5）的移動(dòng)端，所述調(diào)節(jié)箱（62）固定在所述固定箱（61）下側(cè)，所述固定針腳（63）固定在所述調(diào)節(jié)箱（62）一側(cè)，所述移動(dòng)針腳（64）滑動(dòng)設(shè)置在所述調(diào)節(jié)箱（62）內(nèi)，所述固定針腳（63）和所述移動(dòng)針腳（64）底部設(shè)置有測(cè)距模塊（65）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述移動(dòng)座（641）內(nèi)設(shè)置有牽引網(wǎng)（6411），所述移動(dòng)座（641）上端外部固定有墨盒（6412），所述墨盒（6412）為空心結(jié)構(gòu)且底部連接有彈簧一（6413），所述彈簧一（6413）連接有滑板（6414），所述滑板（6414）與所述牽引網(wǎng)（6411）之間連接有牽引繩（6415）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述滑板（6414）與墨盒（6412）內(nèi)壁貼合，所述墨盒（6412）底部以及所述移動(dòng)座（641）側(cè)壁開設(shè)有供所述牽引繩（6415）穿過的通孔，所述牽引網(wǎng)（6411）中部開設(shè)有供所述針端（6432）頂出的穿刺口（6416）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述移動(dòng)座（641）側(cè)壁相對(duì)于所述滑板（6414）最低線位處開設(shè)有流動(dòng)通道（6417），所述流動(dòng)通道（6417）傾斜設(shè)置，所述流動(dòng)通道（6417）的高位端連通所述墨盒（6412），所述流動(dòng)通道（6417）的低位端連通所述移動(dòng)座（641）內(nèi)部，所述移動(dòng)座（641）內(nèi)相對(duì)于所述流動(dòng)通道（6417）的低位端設(shè)置有染色層（6418）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述染色層（6418）上側(cè)表面配合所述流動(dòng)通道（6417）設(shè)置有油墨流道（64181），所述染色層（6418）中部為染色區(qū)（64182）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述固定針腳（63）包括固定端（631）和活動(dòng)端（632），其中所述活動(dòng)端（632）與固定端（631）之間連接有彈簧二（633），所述活動(dòng)端（632）圍繞所述彈簧二（633）四周固定有導(dǎo)柱一（634），所述固定端（631）內(nèi)部配合所述導(dǎo)柱一（634）開設(shè)有滑槽。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述固定箱（61）位于移動(dòng)座（641）上側(cè)設(shè)置有殼罩（611），所述殼罩（611）內(nèi)填充有海綿體（612），所述海綿體（612）表面相對(duì)于所述移動(dòng)座（641）開口處覆蓋有一條標(biāo)記條（613）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述調(diào)節(jié)箱（62）設(shè)置有電推桿一（621），所述電推桿一（621）驅(qū)動(dòng)端連接所述移動(dòng)座（641），所述調(diào)節(jié)箱（62）側(cè)壁與所述移動(dòng)座（641）滑動(dòng)配合，所述電推桿一（621）與所述測(cè)距模塊（65）信號(hào)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述拉伸裝置（2）包括若干固定板（21）、移動(dòng)側(cè)板（22）、固定側(cè)板（23）、油缸（24）、夾具（25）以及載荷傳感器（26），其中所述固定板（21）相對(duì)固定在所述支架（1）上，所述油缸（24）安裝在一塊所述固定板（21）上且驅(qū)動(dòng)端連接所述移動(dòng)側(cè)板（22），所述載荷傳感器（26）安裝在與所述油缸（24）相對(duì)的所述固定板（21）上且連接所述固定側(cè)板（23），所述夾具（25）安裝在所述移動(dòng)側(cè)板（22）、所述固定側(cè)板（23）上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述夾具（25）包括可移動(dòng)板（251）和不可移動(dòng)板（252），所述可移動(dòng)板（251）與所述固定側(cè)板（23）固定連接，所述不可移動(dòng)板（252）與所述固定側(cè)板（23）固定連接，所述可移動(dòng)板（251）和所述不可移動(dòng)板（252）上固定有管道樣品（4）且管道樣品（4）焊縫位置要對(duì)準(zhǔn)所述可移動(dòng)板（251）和所述不可移動(dòng)板（252）間隙，所述管道樣品（4）與所述可移動(dòng)板（251）和所述不可移動(dòng)板（252）螺栓連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種管道環(huán)焊縫的拘束度測(cè)試試驗(yàn)裝置，包括支架、拉伸裝置以及標(biāo)記機(jī)構(gòu)，其中所述拉伸裝置安裝在支架上，用于固定并拉伸管道樣品，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)架設(shè)在所述拉伸裝置上方，用于標(biāo)記拉伸前后管道樣品焊縫兩邊的局部位移情況，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)包括三軸移動(dòng)組件和標(biāo)記組件，其中所述標(biāo)記組件包括固定箱、調(diào)節(jié)箱、固定針腳和移動(dòng)針腳，所述固定針腳和所述移動(dòng)針腳底部設(shè)置有測(cè)距模塊。本發(fā)明可以用于測(cè)量管型材料的拘束性能，避免產(chǎn)生裂紋的臨界拘束應(yīng)力或臨界拘束度，以判斷實(shí)際焊接接頭的冷裂傾向。

技術(shù)研發(fā)人員：李學(xué)達(dá),馬偉程,呂巡赟,董志豪,韓彬,韓濤,李立英
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18