服役條件下螺旋焊接管線鋼疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)理分析

X65管線鋼焊接裂紋分析

分析了卷板質(zhì)量、成型應(yīng)力、水壓試驗(yàn)及包申格效應(yīng)等因素對螺旋埋弧焊管機(jī)械性能的影響,提出通過調(diào)整卷板化學(xué)成分,改進(jìn)軋制工藝和成型工藝,減小包申格效應(yīng)的影響來提高螺旋埋弧焊管的機(jī)械性能,以滿足未來輸油、輸氣管線的要求。

對x80級鋼螺旋縫埋弧焊接鋼管材料進(jìn)行軸向拉伸預(yù)應(yīng)變量與拉伸性能關(guān)系的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:隨著預(yù)應(yīng)變量的增加(≥1.5%),管體橫向的屈服強(qiáng)度上升,而抗拉強(qiáng)度則無明顯變化。

焊接是管線建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一,隨著我國管線鋼的快速發(fā)展,越來越需要匹配的焊接技術(shù)來滿足管線的建設(shè)。分析了激光焊在管道焊接中的優(yōu)缺點(diǎn),并采用高功率激光焊接設(shè)備,對板厚為16mm的x52管線鋼進(jìn)行焊接,x射線探傷檢測焊縫無裂紋,采用光學(xué)顯微鏡分析了焊接接頭的焊縫結(jié)晶特性和微觀組織。根據(jù)美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)apispec5l管線鋼規(guī)范,對焊接接頭進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)。結(jié)果表明:焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)480mpa,斷于母材;180°接頭彎曲未出現(xiàn)裂紋;-20℃焊縫金屬?zèng)_擊韌性cvn=279j,熔合區(qū)沖擊韌性cvn=282j,熱影響區(qū)沖擊韌性cvn=212j,焊接接頭的最大硬度分布在焊縫下部,為270hv左右。研究表明,各項(xiàng)性能均滿足管線鋼焊接的要求。

進(jìn)行2024-t3鋁合金標(biāo)準(zhǔn)中心裂紋拉伸試件4種典型環(huán)境下的裂紋擴(kuò)展試驗(yàn),以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過對一般環(huán)境下的裂紋擴(kuò)展模型進(jìn)行修正,建立腐蝕環(huán)境下的裂紋擴(kuò)展模型。對試驗(yàn)結(jié)果的分析處理表明,該模型能夠很好描述各種典型腐蝕環(huán)境下裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展階段的裂紋擴(kuò)展速率,能夠較準(zhǔn)確估算裂紋擴(kuò)展壽命,腐蝕修正系數(shù)清楚地反映腐蝕影響的程度。通過對單一介質(zhì)環(huán)境腐蝕修正系數(shù)的加權(quán)組合,模型可以推廣應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境下裂紋擴(kuò)展分析。該模型便于充分利用現(xiàn)有材料裂紋擴(kuò)展性能的數(shù)據(jù)。

漢中市漢江橋閘工程主橋?yàn)橄鲁惺戒摴芄皹?施工前,對x70管線鋼1016×17.5mm螺旋焊接鋼管通過火工升溫工藝進(jìn)行彎管加工試驗(yàn)。試驗(yàn)說明:正火(高溫加熱)+空氣自然冷卻的熱彎技術(shù)基本可行,x70管線鋼鋼管可以替代原設(shè)計(jì)的q345d鋼材卷制焊接管。本文依據(jù)試驗(yàn)資料,對這一技術(shù)過程進(jìn)行了總結(jié),可供今后類似工程借鑒。

平面應(yīng)變壓縮實(shí)驗(yàn)機(jī)對x70管線鋼在平面應(yīng)變壓縮條件下的再結(jié)晶行為進(jìn)行了研究.研究表明在實(shí)驗(yàn)條件下,本鋼種只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù),不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶.同時(shí)探索出一種新的管線鋼原奧氏體晶界腐蝕方法.

采用有限元法對低匹配條件下x80鋼級管線鋼焊接接頭的變形能力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,隨著平均應(yīng)變的增大,變形逐漸向焊縫區(qū)集中,且焊縫強(qiáng)度越低造成的應(yīng)變集中越嚴(yán)重,焊接接頭的變形能力越低。5%、10%低匹配的焊接接頭的變形能力分別為0.7%、1.5%。

以旅順至大連海底油氣輸送焊接管線為例,依據(jù)英國bs7910標(biāo)準(zhǔn)中的疲勞評定規(guī)程,對管線敷設(shè)過程中受到周期循環(huán)海浪施加在管線上的震動(dòng)(viv)載荷作用時(shí)管線的疲勞性能進(jìn)行了工程臨界評定,得到了不同水深、不同敷設(shè)跨距、不同缺陷形式和位置及不同錯(cuò)邊量條件下管道焊接接頭的使用壽命,為海底管線敷設(shè)工程的定期維護(hù)提供了理論依據(jù)。

依據(jù)bs7910∶1999標(biāo)準(zhǔn)對含埋藏裂紋的管道焊接接頭進(jìn)行了安全評定,評定中采用了斷裂和疲勞評定相結(jié)合的評定方法,并給出了臨界裂紋、斷裂評定裂紋容許曲線和考慮疲勞的裂紋容許曲線。

80管線鋼焊接

80管線鋼焊接PPT

采用管道輸送石油或天然氣是最經(jīng)濟(jì)、最安全的運(yùn)輸方式。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,天然氣工業(yè)越來越受到重視。我國在西氣東輸國家重點(diǎn)工程建設(shè)中,對x70、x80管線鋼進(jìn)行了成功的研制、開發(fā)。在西氣東輸二線工程中,將大規(guī)模的采用x80鋼進(jìn)行管線鋪設(shè)。介紹了西氣東輸二線工程的幾個(gè)突出特點(diǎn)。論述了高強(qiáng)度管線鋼的發(fā)展歷程。并且對于管線鋼的三個(gè)類型進(jìn)行了分析。重點(diǎn)論述了x80鋼的焊接性,分析了焊接裂紋、haz的軟化、焊縫與管材的強(qiáng)韌匹配等。并且對于x80鋼的試驗(yàn)、研究、以及焊接等應(yīng)用情況做了介紹。

為研究厚板的原始焊接板厚及取樣位置對疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響規(guī)律,完成了14mnnbq鋼5種原始焊接板厚(40mm、50mm、60mm、80mm和100mm),共計(jì)30個(gè)疲勞試件的裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法回歸處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到了在給定置信水平下的5組da/dn-δk曲線以及paris公式的擬合值參量,同時(shí)還得到了100mm厚板不同取樣部位的da/dn-δk曲線。結(jié)果表明:隨著原始焊接板厚的增加,疲勞裂紋擴(kuò)展速率也在加大;受取樣位置的影響,表面試件比中部試件的疲勞裂紋擴(kuò)展速率快。

疲勞裂紋的產(chǎn)生以及擴(kuò)展對結(jié)構(gòu)件的安全使用存在著巨大的隱患,掌握疲勞裂紋擴(kuò)展的基本規(guī)律和熟悉影響疲勞裂紋擴(kuò)展的因素是非常必要的。對疲勞裂紋擴(kuò)展的基本規(guī)律和影響因素進(jìn)行了分析,并舉例應(yīng)用斷裂力學(xué)的理論對焊接結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的擴(kuò)展壽命進(jìn)行了估算。

采用焊接熱模擬方法研究了線能量對x120管線鋼haz韌性的影響,并通過3種不同成分焊絲與焊劑的匹配試驗(yàn),確定了x120管線鋼的最佳焊材匹配方案。以確定的工藝參數(shù)對jco成型的x120管線鋼進(jìn)行了焊接實(shí)踐,并對焊后鋼管的性能進(jìn)行了分析。研究表明,當(dāng)線能量為35kj.cm-1時(shí),x120管線鋼haz具有最高的韌性值;目前現(xiàn)有的焊接材料較難實(shí)現(xiàn)x120管線鋼的過匹配焊接,應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)x120管線鋼專用焊材;與普通管線鋼具有較佳的彎曲變形能力不同,x120鋼管在8倍壁厚的彎軸直徑下彎曲出現(xiàn)裂紋,這主要是因?yàn)閤120鋼管焊縫cghaz晶粒長大明顯,組織中m/a數(shù)量多,呈長條狀分布,導(dǎo)致了x120鋼管焊縫cghaz的脆化。

對國產(chǎn)x80管線鋼進(jìn)行了手工焊焊接性能實(shí)驗(yàn),并對其焊接接頭的強(qiáng)度、低溫韌性和冷彎性能進(jìn)行了檢驗(yàn),結(jié)果表明,該管線鋼焊接性能良好。

簡述了焊接裂紋的分類及形態(tài)分布。對螺旋埋弧焊管焊接過程中出現(xiàn)的結(jié)晶裂紋和延遲裂紋的產(chǎn)生原因、形成機(jī)理、影響因素、防治措施等進(jìn)行了分析闡述,同時(shí)提出了相應(yīng)的解決措施。

學(xué)號1010131057_ 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 課題x80管線鋼的焊接工藝研究 學(xué)生姓名吳銀義 院別機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級10金屬材料工程（1）班 指導(dǎo)教師楊付雙 二〇一四年六月 目錄 插圖清單 表格清單 摘要 abstract 第1章國內(nèi)外油氣管道的發(fā)展展望....................................................................................-1- 1.1國內(nèi)外油氣管道的發(fā)展......................................................................................................-1- 1.2國外油氣管道的焊接技術(shù)狀況.................

通過對管線鋼焊接粗晶區(qū)韌性影響因素的分析,提出了管線鋼粗晶區(qū)的韌化方向。結(jié)果表明:適當(dāng)調(diào)控管材的微合金元素、焊接線能量以及焊后熱處理,均可使粗晶區(qū)韌性得到改善

da/dn-dk曲線及疲勞裂紋擴(kuò)展壽命——研究問題：含裂紋體的疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律，　　疲勞裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測方法。　　研究思路--　　斷裂力學(xué)法-裂紋尖端的控制參量k-循環(huán)載荷作用下的裂紋擴(kuò)展速率

v1.0可編輯可修改 1 在管道安裝工程中，經(jīng)常遇到轉(zhuǎn)彎、分支和變徑所需的管配件，這些管配件中的相當(dāng)一部分 要在安裝過程中根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場制作，而制作這類管件必須先進(jìn)行展開放樣，因此，展開 放樣是管道工必須掌握的技能之一。 一、彎頭的放樣 彎頭又稱馬蹄彎，根據(jù)角度的不同，可以分為直角馬蹄彎和任意角度馬蹄彎兩類， 它們均可以采用投影法進(jìn)行展開放樣。 圖3-1直角馬蹄 彎圖3-2任意角度馬蹄彎 1．任意角度馬蹄彎的展開方法與步驟（己知尺寸a、b、d和角度）。 （1）按已知尺寸畫出立面圖，如圖3-3所示。 （2）以d/2為半徑畫圓，然后將斷面圖中的半圓6等分，等分點(diǎn)的順序設(shè)為1、2、3、4、5、6、 7。 （3）由各等分點(diǎn)作側(cè)管中心線的平行線，與投影接合線相交，得交點(diǎn)為1＇、2＇、3＇、4＇、5＇、6＇、 7＇。 （4）作一水平線段，長為πd，并將其1