X70管線鋼焊接接頭斷裂和疲勞特性.pdf

1、管道運(yùn)輸是輸送油氣的一種重要方式,管道建設(shè)離不開管線鋼的研究和發(fā)展,X70管線鋼因其良好力學(xué)性能在油氣管道中得到了廣泛應(yīng)用。管線剩余強(qiáng)度和壽命評(píng)估保障了管道的安全運(yùn)行和壽命延長,高強(qiáng)度高韌性管材的制造和管線設(shè)計(jì)離不開斷裂控制和安全可靠性理論。由于管線輸送介質(zhì)的特殊性,可能引發(fā)災(zāi)難性事故,管線和管線鋼的研究一直受到關(guān)注。
　　在了解學(xué)習(xí)現(xiàn)有文獻(xiàn)和相關(guān)試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,合理利用已有試驗(yàn)設(shè)備,對(duì)X70管線鋼管焊接接頭、管體材料進(jìn)行斷裂韌

2、性試驗(yàn)和低周疲勞試驗(yàn)。對(duì)鋼管兩個(gè)區(qū)域材料的斷裂和疲勞特性做了初步研究,提供了一定的試驗(yàn)依據(jù),并采用金相顯微觀察技術(shù)分析斷裂韌性測(cè)試區(qū)域組織對(duì)其力學(xué)性能的影響。
　　考慮鋼管具體形狀和焊縫實(shí)際方向,合理設(shè)計(jì)兩種三點(diǎn)彎曲試樣。采用裂紋尖端張開位移測(cè)試技術(shù)獲得焊接接頭焊縫、熱影響區(qū)不同區(qū)域低溫-10℃的斷裂韌性CTOD值。結(jié)果表明:焊縫金屬有明顯穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展區(qū)域,韌性良好,?m平均值為0.346 mm,離散性較小,力學(xué)性能均勻;熱影響區(qū)

3、組織差異明顯,導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果離散性較大,有必要進(jìn)一步討論區(qū)別熱影響細(xì)晶區(qū)和粗晶區(qū)的斷裂韌性;熱影響細(xì)晶區(qū)有良好的低溫韌性,CTOD的平均值為0.69 mm;熱影響粗晶區(qū)試驗(yàn)初始出現(xiàn)非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展,該區(qū)域斷裂韌性遠(yuǎn)小于焊縫和其它熱影響區(qū);根據(jù)金相顯微分析,組織形式和晶粒大小是影響材料斷裂韌性的重要原因。
　　設(shè)計(jì)等截面低周疲勞試樣,測(cè)試了管材和焊接接頭的低周疲勞性能。根據(jù)兩個(gè)區(qū)域材料的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)變-壽命曲線,發(fā)現(xiàn)接頭力學(xué)性