无缝钢管压扁试验是检验其塑性变形能力、暴露母材及焊缝缺陷的关键工艺性能项目,国内现行要求以 GB/T 246-2017《金属材料管压扁试验方法》为核心,不同产品标准再给出补充细节,天津大无缝钢管销售集团有限公司把“试样制备—试验条件—合格判据—特殊情形”四个环节做了精心总结。
试样制备
取样部位
在头部或尾部任选一端切取,不得带管接头;如整支管交货,允许在距端面 1 倍试样长度处环切,切口深度≥80 %外径,再敲断。
试样形状与尺寸
圆环试样:长度 40–100 mm(多数厂控 50 mm),全截面,端面与轴线垂直,内外毛刺修平;
C 形试样:当 S/D>0.15(厚壁范畴)或用户指定时采用;在圆环上沿轴向剖开 1/4 周长,留 3/4 圆弧。
倒角要求
棱边允许锉 0.5–1 mm 倒圆,但注明“如试验结果已能满足要求可不倒角”,因此倒角并非强制,关键看协议或厂规。
试验机与工装
设备类型:万能试验机或液压压力机,上下压板须淬火磨光、刚性≥210 kN/mm;
压板尺寸:宽度 ≥1.6D(D 为钢管公称外径),长度 ≥ 试样长度,保证压扁后试样仍完全落在板内;
速率控制:GB/T 246 未写死速度,行业惯例 5–25 mm/min;API 5L/ASTM A53 则要求“平稳、无冲击”,通常选 10 mm/min。
压扁距离 H 的计算
通用公式(GB/T 246 附录):H = (1+α)·S / (α + S/D);
式中
S—公称壁厚,mm;
D—公称外径,mm;
α—材料系数;
碳钢、低合金钢 α=0.33;
奥氏体不锈钢 α=0.35;
铁素体不锈钢 α=0.23。
例:Φ76×6 20# 碳钢无缝管
H = (1+0.33)×6 / (0.33 + 6/76) ≈ 14.3 mm。
部分专用标准直接给出绝对值,如 GB 6479 高压化肥管:
当 D<76 mm 时,H = 5S;
76 ≤ D<114 mm 时,H = 6S;
D≥114 mm 时,H = 7S。
出现冲突时,产品标准优先。
两步压缩程序(ASTM/API 方法同样被国内出口线采用)
第一步:焊缝朝 0° 或 90°(直缝管必须让焊缝位于最大弯曲点),压到 60 % 原始外径,检查焊缝开裂与否;
第二步:继续压到上面算出的 H 值或“几乎贴合”(常留 2–3 mm 安全间隙),考核母材塑性。
无缝管无焊缝,可直接一步压至 H;
若用户只要求“压至贴合”,则 H≈2S。
合格判据
肉眼(自然光或 300 lx 白光)检查,不得出现>3 mm 的裂纹、裂口、分层;焊缝处不得出现>1.5 mm 的线性缺陷;
仅在棱角处出现≤6 mm 的“发裂”可忽略;
C 形样开裂若从剖口起始,但延伸长度≤10 mm 仍算合格;
低温、抗酸管线等附加要求:试验后试样室温放置 24 h,再用 10×放大镜复检,无扩展裂纹。
取样频率与复验
按 GB/T 8162 结构管、GB/T 3087 中低压锅炉管:同炉号、同规格≤200 根为一批,每批取 2 根,每根取 1 个压扁样;
不合格可双倍复验:再取 4 根,4 个试样全部合格才判批合格,否则整批拒收或重新热处理。
可替代情况
大直径厚壁:当 D>400 mm 或 S>40 mm 时,GB/T 14976-2025 允许用“弯曲试验”代替压扁,弯曲半径 4D,弯 90°。
用户协议:高压容器用管有时直接采用环扩、卷边或硬度法评估,但须在合同注明“免压扁”。
现场操作小贴士
焊缝管务必在管体上标记焊缝位置,压扁过程用相机录影,便于仲裁。
H 值计算后,千分表归零到“上压板刚接触”状态,避免设备间隙误差。
冬季室外取样,试样温度≤10 ℃时应放在 20 ℃±5 ℃环境保温 30 min 再测,防止低温脆裂误判。
每换规格首件做“极限压扁”摸底,记录断裂临界 H,为后续工艺调整提供数据。
把以上参数写进检验卡片,可一次性通过第三方见证,也能满足出口 CE/PED、API 5CT/5L 的压扁要求。
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