一種落錘撕裂試樣斷口剪切面積檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種落錘撕裂試樣斷口剪切面積檢測(cè)方法，將DWTT試樣沖斷后，用相機(jī)對(duì)DWTT試樣斷口進(jìn)行拍照成像，然后再用圖像分析軟件計(jì)算凈截面和脆性斷裂區(qū)的面積，從而計(jì)算出斷口剪切面積百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明簡單易行，不需購置任何設(shè)備和資金投入，且可在圖像分析軟件中對(duì)脆性斷裂區(qū)任意放大，特別是比較小的脆性斷裂區(qū)，便于辨識(shí)脆性斷裂區(qū)的邊界，從而保證了脆性斷裂區(qū)面積的準(zhǔn)確性。采用在圖像分析軟件界面中量取試樣圖片缺口根部的厚度確定放大倍數(shù)的方法，可確保凈截面面積的準(zhǔn)確性，避免試樣沖斷后錘擊側(cè)呈現(xiàn)不規(guī)則的剪切唇，保證凈截面面積計(jì)算的準(zhǔn)確性，從而為管線鋼管控制和預(yù)測(cè)斷裂提供科學(xué)可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)依據(jù)。
【專利說明】一種落錘撕裂試樣斷口剪切面積檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于檢化驗(yàn)方法領(lǐng)域，特別涉及一種用圖像分析軟件評(píng)定落錘撕裂試樣斷口剪切面積百分?jǐn)?shù)的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于落錘撕裂試驗(yàn)(簡稱DWTT)的測(cè)試方法更接近材料的使用狀態(tài)，反映其斷裂的真實(shí)情況，因此DWTT試樣斷口的評(píng)定結(jié)果被廣泛應(yīng)用于對(duì)管線鋼管的斷裂進(jìn)行控制和預(yù)測(cè)，并作為衡量管線鋼管抵抗脆性開裂能力的韌性指標(biāo)之一，所以斷口評(píng)定結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常重要的意義。
[0003]DWTT試樣斷口的評(píng)定結(jié)果是指測(cè)量凈截面上的剪切面積百分?jǐn)?shù)。對(duì)于厚度t ( 19.0mm的試樣,凈截面是從試樣缺口根部和錘擊側(cè)各扣除一個(gè)試樣厚度；對(duì)于厚度t>19.0mm的試樣,凈截面是從試樣缺口根部和錘擊側(cè)各扣除19.0mm后的截面。從凈截面面積中減去脆性斷裂區(qū)面積，再除以凈截面面積，并用百分?jǐn)?shù)表示即為剪切面積百分?jǐn)?shù)，用SA%來表示。
[0004]依據(jù)GB/T 8363-2007《鐵素體鋼落錘撕裂試驗(yàn)方法》，目前評(píng)定DWTT試樣斷口的剪切面積百分?jǐn)?shù)有四種方法:
1、求積儀:一般用于仲裁或有爭(zhēng)議及用其他方法難以確定的情況。求積儀是一種測(cè)量圖形面積的儀器，一臺(tái)能進(jìn)行面積求和的電子求積儀大約1.2萬左右。試樣沖斷后，將直尺與落錘試樣斷口平行放置，用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍照，然后打印出圖紙，在圖紙上根據(jù)試樣的厚度和直尺的刻度確定凈截面，然后將求積儀的針尖沿凈截面內(nèi)各個(gè)脆性斷裂區(qū)的輪廓移動(dòng)一周，從而求出所有脆性斷裂區(qū)的面積，再用求積儀沿凈截面輪廓移動(dòng)一周，可求出凈截面面積。用凈截面面積減去所有脆性斷裂區(qū)的面積，再除以凈截面面積，即可求出SA%。
[0005]求積儀檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是:一般直尺分度值為1mm，最小分辨力為0.5mm，在圖紙上很難保證試樣厚度的準(zhǔn)確性，這樣對(duì)于凈截面的劃分會(huì)有誤差，導(dǎo)致凈截面面積計(jì)算會(huì)有偏差，同時(shí)拍照時(shí)也很難保證直尺與落錘試樣斷口平行，也同樣會(huì)影響凈截面面積計(jì)算準(zhǔn)確性。而最大誤差來源是對(duì)于圖上小于IOOmm2的圖斑，一般不宜用求積儀計(jì)算，小于500mm2的圖斑，用求積儀測(cè)量也不十分準(zhǔn)確。而平時(shí)檢測(cè)中都是用A4紙打印斷口照片，實(shí)際工作中脆性斷裂區(qū)面積小于500 mm2的很多，小于IOOmm2的也經(jīng)常出現(xiàn)，從而影響了測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性。并且使用求積儀時(shí)對(duì)于同一個(gè)圖形必須獨(dú)立測(cè)量兩次求取平均值，拍照時(shí)要盡力確保直尺與落錘試樣斷口平行，工作效率低。另外還需投入資金購買求積儀，并且還浪費(fèi)紙張。
[0006]2、將擊斷的試樣斷口與一組和試樣厚度相同且經(jīng)過標(biāo)定的斷口照片或?qū)嵨飻嗫谙鄬?duì)比，得到剪切面積百分?jǐn)?shù)。這種方法需要投入大量的人力、物力，實(shí)際工作中不可行。
[0007]3、手工測(cè)量:根據(jù)試樣的厚度，用游標(biāo)卡尺或直尺確定凈截面，然后用游標(biāo)卡尺或直尺測(cè)量凈截面內(nèi)各個(gè)脆性斷裂區(qū)的寬度、長度或直徑，根據(jù)脆性斷裂區(qū)的幾何形狀，近似看成是矩形、三角形、梯形或圓形來計(jì)算脆性斷裂區(qū)的實(shí)際面積。將凈截面內(nèi)不連續(xù)的所有脆性斷裂區(qū)的先獨(dú)立計(jì)算，再累加。用凈截面面積減去所有脆性斷裂區(qū)的面積，再除以凈截面面積，可求得SA%。此種檢測(cè)方法比較粗糙，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，重復(fù)性差。
[0008]4、斷口圖像分析儀:一臺(tái)斷口圖像分析儀大約12萬元。斷口圖像分析儀通過CXD攝像頭，將試樣的形貌特征采集到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理，同時(shí)將試樣的照片顯示到屏幕，可由操作者進(jìn)行分析測(cè)試SA%。
[0009]試驗(yàn)時(shí)，將DWTT試樣缺口朝左放置在載物臺(tái)上，放平夾穩(wěn)，調(diào)節(jié)主機(jī)架的上下滑動(dòng)旋鈕、調(diào)節(jié)鏡頭，得到清晰和大小合適的圖像后，將試樣移走，放上高度相同的標(biāo)尺，采集至J標(biāo)尺圖像。在對(duì)話框中輸入標(biāo)尺的實(shí)際值，并在圖像上選取同樣距離的兩點(diǎn)，程序自動(dòng)計(jì)算出像素和實(shí)際標(biāo)尺值的關(guān)系。然后，再將所要測(cè)量的斷口試樣置于載物臺(tái)上，點(diǎn)檢“圖像采集”按鈕，調(diào)節(jié)光圈和微調(diào)焦距按鈕，得到理想的圖像后，點(diǎn)擊“采集中止”按鈕，點(diǎn)擊“邊界確認(rèn)”按鈕，在缺口根部左上點(diǎn)按左鍵，鼠標(biāo)置右下點(diǎn)同時(shí)按下右鍵，立即出現(xiàn)兩條t線，確定凈截面，在兩條t現(xiàn)之間畫出晶狀區(qū)，按下“測(cè)量”即可求出SA%。
[0010]此種方法的缺點(diǎn)是:GB/T 8363-2007規(guī)定DWTT試樣長度為305mm±5mm，公差較大，一般用鋸床加工至長度尺寸。試樣沖斷后，由于試樣高度不等，最大高度差為5mm，這樣做系列DWTT試驗(yàn)的斷口分析時(shí)，用同一個(gè)標(biāo)尺標(biāo)定幾何尺寸很難保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。另外由于試樣沖斷后僅缺口處未發(fā)生塑性變形，其余部分均發(fā)生了塑性變形，特別是錘擊側(cè)呈現(xiàn)不規(guī)則的剪切唇，邊界很難確認(rèn)。而該軟件用缺口根部左上點(diǎn)按左鍵，鼠標(biāo)置右下點(diǎn)同時(shí)按下右鍵來確定凈截面區(qū)域，凈截面面積計(jì)算偏差較大。還有，圖像在電腦上不能放大，對(duì)于脆性斷裂區(qū)面積較小時(shí)，畫出的區(qū)域偏差較大，從而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。再有還需投入大量資金購買斷口圖像分析儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有分析方法的局限性，進(jìn)而提供一種簡單實(shí)用，無需投入資金，便可快速準(zhǔn)確地計(jì)算出DWTT試樣斷口的剪切面積百分?jǐn)?shù)，為控制和預(yù)測(cè)管線鋼管斷裂提供科學(xué)可靠數(shù)據(jù)依據(jù)的檢測(cè)方法。
[0012]為此，本發(fā)明所采取的解決方案是:
一種落錘撕裂試樣斷口剪切面積檢測(cè)方法，其特征在于，用相機(jī)對(duì)DWTT試樣斷口進(jìn)行拍照成像，然后再用圖像分析軟件計(jì)算凈截面和脆性斷裂區(qū)的面積，從而計(jì)算出斷口剪切面積百分?jǐn)?shù)；其具體檢測(cè)步驟為:
1、在試樣缺口附近三個(gè)位置上用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣厚度t和寬度W，取三次測(cè)量的平均值作為試樣厚度和寬度；
2、將試樣沖斷，用游標(biāo)卡尺測(cè)量缺口深度h，并用相機(jī)對(duì)DWTT試樣斷口進(jìn)行拍照成像；
3、確定放大倍數(shù):在圖像分析軟件界面中打開斷口圖片，在圖像分析軟件界面中量取試樣圖片缺口根部的厚度tp，則放大倍數(shù)n=tp/t ；
4、確定斷口凈截面:在圖像分析軟件界面中，從試樣斷口圖片的缺口根部最上方量取一個(gè)試樣厚度t為凈截面寬度的開始點(diǎn)；從缺口根部同一點(diǎn)量取(w-t-h)為凈截面寬度的終止點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的部分為凈截面的寬度尺寸，畫出凈截面；對(duì)于厚度t>19.0mm的試樣，將厚度t換成19mm ；
5、確定脆性斷裂區(qū):在圖像分析軟件界面中圈定所有脆性斷裂區(qū)； 6、計(jì)算剪切面積百分?jǐn)?shù):利用圖像分析軟件求出所有脆性斷裂區(qū)的累積面積和凈截面面積；用凈截面面積減去所有脆性斷裂區(qū)的面積，再除以凈截面面積，即可求出剪切面積百分?jǐn)?shù)SA%。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明采用DWTT試樣斷口成像的方法，簡單易行，不需購置任何設(shè)備和資金投入，且可在圖像分析軟件中對(duì)脆性斷裂區(qū)任意放大，特別是比較小的脆性斷裂區(qū)，便于辨識(shí)脆性斷裂區(qū)的邊界，從而保證了脆性斷裂區(qū)面積的準(zhǔn)確性。采用在圖像分析軟件界面中量取試樣圖片缺口根部的厚度確定放大倍數(shù)的方法，可以確保凈截面面積的準(zhǔn)確性，避免DWTT試樣沖斷后錘擊側(cè)呈現(xiàn)不規(guī)則的剪切唇，錘擊側(cè)邊界很難確認(rèn)的問題，保證凈截面面積計(jì)算的準(zhǔn)確性，從而為管線鋼管控制和預(yù)測(cè)斷裂提供科學(xué)可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是斷口凈截面確定示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]1、在試樣缺口附近三個(gè)位置上用分辨力為0.0lmm游標(biāo)卡尺測(cè)量出試樣厚度t和寬度《，取三次測(cè)量的平均值作為試樣厚度和寬度。
[0016]2、將試樣沖斷，用游標(biāo)卡尺測(cè)量缺口深度h，并用數(shù)碼相機(jī)對(duì)DWTT試樣斷口進(jìn)行拍照成像。
[0017]3、在AutoCAD界面中量取試樣圖片缺口根部的厚度tp,則放大倍數(shù)n=tp/t。
[0018]4、在AutoCAD界面中，從試樣圖片缺口根部最上方量取一個(gè)試樣厚度t為凈截面寬度的開始點(diǎn)；從缺口根部同一點(diǎn)量取(w-t-h)為凈截面寬度的終止點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的部分為凈截面的寬度尺寸，畫出凈截面；
對(duì)于厚度t>19.0mm的試樣，將厚度t換成19mm即可。
[0019]5、在AutoCAD界面中，點(diǎn)擊工具條上的“多段線”，用“多段線”命令圈定所有脆性斷裂區(qū)。
[0020]6、點(diǎn)擊工具條上的“圖案填充”，一次性將所有脆性斷裂區(qū)進(jìn)行“圖案填充”，然后右擊“特性”，可求出所有脆性斷裂區(qū)的累積面積；再選中凈截面，右擊“特性”，可求出凈截面面積；用凈截面面積減去所有脆性斷裂區(qū)的面積，再除以凈截面面積，即可求出SA%。
[0021]當(dāng)然，也可以通過其他的圖像分析軟件計(jì)算DWTT試樣的剪切面積百分?jǐn)?shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種落錘撕裂試樣斷口剪切面積檢測(cè)方法，其特征在于，用相機(jī)對(duì)DWTT試樣斷口進(jìn)行拍照成像，然后再用圖像分析軟件計(jì)算凈截面和脆性斷裂區(qū)的面積，從而計(jì)算出斷口剪切面積百分?jǐn)?shù)；其具體檢測(cè)步驟為: (I )、在試樣缺口附近三個(gè)位置上用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣厚度t和寬度W，取三次測(cè)量的平均值作為試樣厚度和寬度； (2)、將試樣沖斷，用游標(biāo)卡尺測(cè)量缺口深度h，并用相機(jī)對(duì)DWTT試樣斷口進(jìn)行拍照成像； (3)、確定放大倍數(shù):在圖像分析軟件界面中打開斷口圖片，在圖像分析軟件界面中量取試樣圖片缺口根部的厚度tp，則放大倍數(shù)n=tp/t ； (4)、確定斷口凈截面:在圖像分析軟件界面中，從試樣斷口圖片的缺口根部最上方量取一個(gè)試樣厚度t為凈截面寬度的開始點(diǎn)；從缺口根部同一點(diǎn)量取(w-t-h)為凈截面寬度的終止點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的部分為凈截面的寬度尺寸，畫出凈截面；對(duì)于厚度t>19.0mm的試樣，將厚度t換成19mm; (5)、確定脆性斷裂區(qū):在圖像分析軟件界面中圈定所有脆性斷裂區(qū)； (6)、計(jì)算剪切面積百分?jǐn)?shù):利用圖像分析軟件求出所有脆性斷裂區(qū)的累積面積和凈截面面積；用凈截面面積減去所有脆性斷裂區(qū)的面積，再除以凈截面面積，即可求出剪切面積百分?jǐn)?shù)SA%。
【文檔編號(hào)】G01B11/28GK103486985SQ201310403327
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月7日
【發(fā)明者】蘇洪英, 呂丹, 孫紹廣, 陳洪凱, 王超逸 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司