脆環(huán)試驗(yàn)

金屬管材彎曲成形過程中，外凸側(cè)彎曲切線方向產(chǎn)生拉伸變形，當(dāng)切向拉應(yīng)力超過一定值后，會導(dǎo)致彎管產(chǎn)生開裂。在管段脆環(huán)試驗(yàn)中，試樣同樣可能發(fā)生開裂，這種開裂是其橫截面周向拉應(yīng)力過大導(dǎo)致的結(jié)果。顯然，由于拉應(yīng)力作用方向不同，兩種開裂的方式和方向也有一定區(qū)別。

試驗(yàn)資料表明，管段壓扁時沿試樣軸線方向的開裂，是由于橫截面外側(cè)周向拉應(yīng)力超過環(huán)向拉伸強(qiáng)度的結(jié)果；而當(dāng)壓扁裂紋沿橫截面周向產(chǎn)生時，則可能是剪應(yīng)力過大所致；如果壓扁裂紋發(fā)生的方向與管軸線成某一傾斜角度時，當(dāng)該傾斜角與無縫管表面的發(fā)紋、外折的傾角一致時，則應(yīng)考慮與斜軋穿孔或斜軋荒管時材料的流動變形有關(guān)。因此，根據(jù)管段壓扁試驗(yàn)時試樣裂紋的取向，可以初步判斷管材在不同方向上的抵抗能力；同時，也可將裂紋的產(chǎn)生與管材的表面缺陷和內(nèi)部缺陷結(jié)合起來進(jìn)行分析。

脆環(huán)試驗(yàn)也稱壓扁，我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T246-2007根據(jù)ISO 8492：1998(E)提出金屬管壓扁試驗(yàn)方法，對試樣規(guī)格尺寸及試驗(yàn)條件做出了相應(yīng)的規(guī)定。其中，要求金屬管外徑不超過600 mm，壁厚不超過外徑的15%，長度10～100 turn(原標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，通常試樣長度為40 mm)。

試驗(yàn)條件：一般在10℃～35℃，準(zhǔn)靜態(tài)壓扁試驗(yàn)時，壓塊移動速率不超過25 mm/min。而對于管材動態(tài)壓扁試驗(yàn)，需要使用分離式霍普金森壓桿進(jìn)行，這時要求橫向試樣長度為15 mm，以便于利用直徑19mn的分離式霍普金森壓桿實(shí)現(xiàn)均勻壓縮。 2100433B

由于國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有硬性規(guī)定管材壓扁(脆環(huán)試驗(yàn))試驗(yàn)的目的和具體測算方法。所以，關(guān)于管段壓扁試驗(yàn)的作用和意義一直存在不同的理解與看法，即對其認(rèn)識還不完全一致。比如，對某類管材是否有必要規(guī)定將其壓扁試驗(yàn)結(jié)果作為產(chǎn)品合格的標(biāo)準(zhǔn)，對于某類管材需要提出哪些抗壓扁性能指標(biāo)，以及經(jīng)壓扁試驗(yàn)后如何進(jìn)行正確判定等，都沒有給出統(tǒng)一的規(guī)定，致使人們對壓扁試驗(yàn)意義的理解各持己見。

在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，脆環(huán)試驗(yàn)的意義可以理解為兩個方面：其一是通過脆環(huán)試驗(yàn)暴露管材的表面缺陷，進(jìn)而考核管材制造質(zhì)量；其二是通過脆環(huán)試驗(yàn)考核管材的變形性能。歐洲鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，提供了圓截面管通過壓扁試驗(yàn)測試其承受塑性變形的能力，也可用來暴露其表面缺陷和內(nèi)部缺陷。