ICS 77.060 H 25 团 体 标 准 T/CSTM 00080-2019 金属管在高温高压水中拉伸试验方法 Tensile testing method of metallic tubular goods in high temperature high pressure water 2019-08-13 发布 2019-11-13 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00080—2019 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会综合领域委员会（ CSTM/FC99 ）提出。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会综合领域委员会（ CSTM/FC99 ）归口。 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00080-2019 1 金属管在高温高压水中拉伸试验方法 警告—使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并未指出所有可能的安全问题。 使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并符合国家有 关法规规定的条件。 1 范围 本标准规定了金属管在高温高压水环境和应力耦合作用下的环境促进开裂试验方法。 本标准适用于热电、核电、石油化工等领域使用的高温高压水金属传输管道和换热管的慢应变速率 拉伸、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、蠕变等试验。用于评价金属管在高温高压水环境中的力学性能、开裂 敏感性、裂纹扩 展速率和寿命，其他中空构件或采用管状试样的构件也可作为参考。 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，仅所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/T 228.1 -2010 金属材料拉伸试验第 1部分：室温试验方法 GB/T 228.2 金属材料拉伸试验第 2部分：高温试验方法 GB/T 2039 金属材料单轴拉伸蠕变试验方法 GB/T 15970.1 金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第 1部分试验方法总则 GB/T 15970.7 金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第 7部分慢应变速率试验 GB/T 20120.1 金属和合金的腐蚀腐蚀疲劳试验第 1部分：循环失效试验 GB/T 24176 金属材料疲劳试验数据统计方案与分析方法 GB/T 32 708 实验室仪器及设备安全规范：反应釜 GB/T 30098 实验室用磁力驱动反应釜 JB 9509.1 永磁旋转搅拌高压釜：釜体 JJG 351 热电偶检定规程 JJG 556 轴向加载疲劳试验机 JJG 617 数字温度指示调节仪检定规程 ASTM E2207 薄壁管试样应变控制轴向扭转疲劳试验标准实施规程 /Standard practice for strain -controlled axial -torsional fatigue testing with thin -walled tubular s pecimens ASTM G129 -00(2013) 评估金属材料对环境促进开裂敏感性的慢应变速率试验的标准实施规程 /Standard practice for slow strain rate te sting to evaluate the susceptibility of metallic materials to environmentally assisted cracking ASTM E1012 拉伸和压缩轴向力作用下测试框架和试样对中的标准实施规程 /Standard practice f or verification of testing frame and specimen alignment un der tensile and compressive axial force appl ication 3 术语和定义 GB/T 15970.1 和GB/T 228.1 中界定的及下列术语和定义适用于本文件。 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00080—2019 2 3.1 慢应变速率拉伸试验 Slow strain rate tension test 以低于某一临界值（取决于应力腐蚀体系） 的应变速率进行试样的可控拉伸或弯曲试验， 用于快速 评价特定金属与环境组 合的应力腐蚀开裂敏感性。 3.2 应力腐蚀开裂 Stress corrosion cracking 由腐蚀环境和 应力的同时作用而引起的金属 侵蚀，常导致裂纹的形成，引起金属结构承载性能明显 下降。 3.3 环境促进开裂 Environmentally -assisted cracking (EAC) 金属在腐蚀环境作用下发生的破裂过程，根据导致破裂的原因，包括多种开裂现象，比如应力腐蚀 开裂（ SCC） 、腐蚀疲劳（ CF） 、氢致开裂（ HIC） 、液态金属脆化（ LME）等。 3.4 腐蚀疲劳 Corrosion fa tigue（CF） 环境促进疲劳 Environmentally -assisted fatigue (EAF) 金属在交变应力和腐蚀环境联合作用下产生的材料破坏过程，通常导致破裂。 也可称为 环境促进疲 劳。 3.5 管试样/试验管 Tubular specimen 机加工管试样或直接 截取金属管产品的一段 作为试验管 。 3.6 高温高压水 High temperature high pressure water 指处于一定高温度、压力水平的水试验环境，这里的水也包括高温蒸汽和超临界水，及含有溶质的 水（溶液） 。 3.7 高压釜/反应釜 Autoclave 由承压容器、加热冷却装置等组成，或 包含加载系统、搅拌传动系统 ，能够开展高温高压水环境试 验的装置。 4 原理 将管状试 样放置在规定的高温高压水环境中，施加规定模式的轴向应力。试样与环境的关系应根据 研究对象设定， 包括：管内通高温高压水， 管外通高温高压水， 管内外同时通入不同条件的高温高压水， 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00080-2019 3 管内外同时通入相同条件的高温高压水。 试验管不但承受高温高压水带来的压力， 还可能承受轴向载荷， 比如沿管试样轴线方向施加慢应变速率拉伸、恒定拉伸力、循环载荷并保持一定时间。可以获得以下结 果： ——环境下的力学性能； ——应力与环境耦合作用下的破坏形式； ——环境促进开裂的敏感性及管壁破裂速率，包括应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳和蠕变。 5 试样 5.1 形状 试样可以采用机加工管试样或直接使用金属管产品的一段。 5.2 机加工试样 5.2.1 机加工管试样的形状和尺寸 取决于金属管产品的形状和尺寸， 可按ASTM E2207有关规定 进行设 计，参见图1。 5.2.2 机加工管试样的表面处理和比例试样选取应符合 GB/T 228.1 中有关规定 。 5.3 不经机加工试样 5.3.1 试样直接从 金属管产品 上切取， 为未经机加工的金属管产品的一段长 度，保持管产品的尺寸、表 面状态不变。管试样长度按5.2.1的规定和图 1所示，且满足平行长度与管径比 的要求。 5.3.2 不经机加工管试样 的管段应符合 GB/T 228. 1有关规定 。 说明： t——管壁厚度（ t =0.5(d o− di)） d0——原始标距段管外径（ d0=14t ±3t） di——管内径（ di=0.85d 0±0.04d 0） dG——夹持端管外径（ dG=1.6d 0±0.4d 0） R——过渡段半径（ 3.2d 0±0.4d 0） L——试样全长（ 8.5d 0±1.5d 0） LG——夹持端长度（ 2d0±0.3d0） L0——原始标距长度（ 0.9d 0±0.3d 0） Lc——平行长度（ 1.5d 0±0.5d 0） 图1 管状试样示例 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00080—2019 4 5.4 管试样表面处理 5.4.1 对于评价金属管产品服役行为的试验，管试样表面应保持或尽可能接近金属管产品的表面状态。 采用不经机加工试样时，试验管段选择应能代表金属管产品整体的性能，试验前注意保护试验管表面不 被损坏。 采用机加工管试样时， 机加工工艺尽可能模仿金属管产品制造工艺， 保证管试样的表面粗糙度、 表面应变层、残余应力与金属管产品尽量一致。 5.4.2 对于评价金属管材料性能的试验 ，应使用光滑试样。拉伸试验 的管试样表面 用符合 GB/T 228.1 中 有关试样要求 ；疲劳试验 的管试样表面用符合 GB/T 20120.1 中有关试样要求 ；蠕变试验 的管试样表面 用符合 GB/T 2039 中有关试样要求。 5.5 管试样连接 5.5.1 管试样的链接方式 应符合以下要求： 1）连接点密封性的要求。对于试验管内、外侧环境相同的试验，