基于低约束试件的X80环焊缝断裂韧性测试研究

1

作者 任伟 帅健 帅义 《石油机械》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页

当前国际通用的断裂韧性测试标准测得的断裂韧性严重低估了管道环焊接头抗断裂的能力,致使断裂评价偏于保守。为此,开展了管道环焊接头断裂韧性测试研究,分别采用卸载柔度法、规则化法以及改进的规则化法,针对基于单边缺口拉伸试件的X8... 当前国际通用的断裂韧性测试标准测得的断裂韧性严重低估了管道环焊接头抗断裂的能力,致使断裂评价偏于保守。为此,开展了管道环焊接头断裂韧性测试研究,分别采用卸载柔度法、规则化法以及改进的规则化法,针对基于单边缺口拉伸试件的X80管道环焊接头,改变试件裂纹长度以及侧槽深度,测试其断裂韧性,并对比分析了测试结果。分析结果表明:实际测量得到的裂纹扩展量与通过卸载柔度法计算出来的裂纹扩展量之间的误差最大为3.85%;改进的规则化方法可以准确获取管道环焊缝的断裂韧性,可以作为卸载柔度法的一种替代方法;随着裂纹长度的增加,X80环焊接头的断裂韧性逐渐下降。所得结论可为管道环焊接头断裂韧性测试及安全评价提供理论指导及技术支持。 展开更多

关键词 高钢级管道 环焊接头 断裂韧性 SENT试件 J积分阻力曲线

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态乙烷管道的韧脆转变及环焊接头可靠性研究

2

作者 杨坤 王俊 +2 位作者 李鹤 李胜男 池强 《石油管材与仪器》 2024年第4期55-59,共5页

针对液态乙烷管道运行的安全性和可靠性问题,采用力学性能试验和失效评估分析的方法,对液态乙烷管道泄漏失压下的低温脆性、外载作用下的环焊接头应变能力变化进行了研究和分析,结果表明:当液态乙烷由液相转变为气相时,管壁温度高于管... 针对液态乙烷管道运行的安全性和可靠性问题,采用力学性能试验和失效评估分析的方法,对液态乙烷管道泄漏失压下的低温脆性、外载作用下的环焊接头应变能力变化进行了研究和分析,结果表明:当液态乙烷由液相转变为气相时,管壁温度高于管材的韧脆转变温度,管道发生低应力下的脆性断裂可能性较低。环焊接头失效模式主要为裂纹扩展失效时,拉伸应变与材料的断裂韧性高低有关;失效模式转变为颈缩失效时,拉伸应变与焊缝、母材的拉伸性能相关。裂纹尺寸较大时,环焊接头会发生断裂失效;裂纹尺寸较小时,失效模式则会转变为焊缝、母材的塑性失效,轴向拉伸应变较高。 展开更多

关键词 液态乙烷管道 环焊接头 韧脆转变 拉伸应变

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于应变的高钢级管道环焊接头失效评定方法 被引量：4

3

作者 王旭 帅健 +2 位作者 张圣柱 王如君 多英全 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期121-130,共10页

基于应变的失效评定图程序(Strain Based Failure Assessment Diagram,SBFAD)可以提高大范围屈服条件下的管道及环焊接头的断裂评估准确性。本文构建了含缺陷的X80管道环焊接头数值分析模型,详细阐释了SBFAD方法及其评估曲线的影响因素... 基于应变的失效评定图程序(Strain Based Failure Assessment Diagram,SBFAD)可以提高大范围屈服条件下的管道及环焊接头的断裂评估准确性。本文构建了含缺陷的X80管道环焊接头数值分析模型,详细阐释了SBFAD方法及其评估曲线的影响因素,明确了不同等级评估曲线的应用场景,并基于X80管道环焊接头的实测力学性能定量评估了含缺陷的X80管道环焊接头临界应变承载能力。研究结果表明:(1) Budden提出的SBFAD方法按照评估曲线的不同,可分为Option 1、Option 2和Option 3,其修订后的Option 1M和Option 2M曲线的非保守性大幅降低。BS 7910提供的Option 2要比基于Budden修订的Option 2M曲线的评估结果更为激进。(2)基于SBFAD方法中的Option 2曲线评估较大尺寸的缺陷可能会呈现非保守的结果。材料的应变硬化指数(n)值对Option 2曲线几乎没有影响,而随着n值的减小,Option 3曲线会缓慢上移,随着n值的增大,SBFAD曲线的截止线值呈明显递减趋势。(3)现有的Option 2曲线无法体现强度匹配系数的影响。随着焊缝强度匹配系数的增加,Option 3曲线逐渐上移,上移幅度则与缺陷尺寸相关,Option 2曲线在评估等匹配焊接缺陷时具备较高精度,在评估强度高匹配的焊接缺陷时,其结果可能过于保守,而在评估强度低匹配的焊接缺陷时,其结果可能是非保守的。(4)基于X80管道环焊接头的实测力学性能对其临界应变承载能力进行评估(缺陷尺寸和断裂韧性固定),Budden提出的Option 1M的评估结果最为保守,基于BS 7910-2019的Option 2评估结果最为激进。结论认为,基于SBFAD方法评估的保守性与其评估曲线、评估参数的选择密切相关,应针对评估需求选择合适的评估参数及合理的评估曲线以避免出现非保守的评估结果,研究结果为X80管道环焊接头的工程失效评估提供了理论与技术支撑。 展开更多

关键词 有限元分析 拉伸试验 基于应变 失效评定图 天然气管道 环焊接头 断裂评定 应变承载能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

粘弹体防腐胶带在管道环焊缝补口大修中的应用 被引量：7

4

作者 张伟 蔡青青 +2 位作者 张勇 周卫军 张瑶 《管道技术与设备》 CAS 2011年第2期42-44,共3页

管道外防腐补口关系到整条管线的防腐质量,是导致管道失效的薄弱环节。通过内粘弹性缠绕胶带在塔里木油田克拉-轮南管道的防腐补口修补工程中的应用,介绍了内粘弹性防腐带的施工工艺、验收注意事项及应用效果与前景,可用于各种管道环焊... 管道外防腐补口关系到整条管线的防腐质量,是导致管道失效的薄弱环节。通过内粘弹性缠绕胶带在塔里木油田克拉-轮南管道的防腐补口修补工程中的应用,介绍了内粘弹性防腐带的施工工艺、验收注意事项及应用效果与前景,可用于各种管道环焊缝补口修补工作。 展开更多

关键词 粘弹体胶带 环焊缝补口 大修 聚丙烯胶带

在线阅读 下载PDF 职称材料

大管径、高钢级天然气管道环焊缝焊接技术 被引量：34

5

作者 陆阳 邵强 +1 位作者 隋永莉 冯大勇 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期114-122,共9页

唐山LNG外输管道是与规划建设中的中俄东线天然气管道、涿州—永清天然气管道等项目的互联互通工程,管道沿线主要地貌为沿海滩涂、连片鱼塘、水网、软土地基、果园和农田等,该工程采用了单管自重超过10 t、外径1 422 mm、X80钢级管道,... 唐山LNG外输管道是与规划建设中的中俄东线天然气管道、涿州—永清天然气管道等项目的互联互通工程,管道沿线主要地貌为沿海滩涂、连片鱼塘、水网、软土地基、果园和农田等,该工程采用了单管自重超过10 t、外径1 422 mm、X80钢级管道,焊接施工难度大、质量要求高,以往的半自动、手工焊等环焊工艺不能完全满足工程的需要。为此,基于X80钢管的环焊接头技术要求,结合该工程地貌特点和施工人力资源情况,提出了以管道环焊缝自动焊为主要焊接方法的环焊缝焊接工艺方案,并设计、确定了焊接坡口形式,优选了焊接材料和焊接设备,拟定了焊接施工管理措施。焊接工艺评定结果表明:所提出环焊缝焊接工艺获得的焊接接头、强度、韧性、硬度、低倍金相等理化性能试验结果均满足相关标准和设计的要求。该工程项目现场焊接实践证明,采用所提出的环焊缝焊接工艺进行焊接施工,焊接质量优良、施工效率高,从施工质量管控过程中总结出的质量管控关键点,可以为后续油气管道工程建设的焊接施工管理提供借鉴。 展开更多

关键词 大口径高钢级输气管道 焊接技术 环焊工艺 环焊接头 焊缝性能 焊接质量 焊接工艺评定 无损检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

大中口径管道环焊缝Ir^(192)γ射线透照方式的选择 被引量：1

6

作者 张志强 《石化技术》 CAS 2010年第2期38-41,共4页

在石油化工装置检修施工中,经常使用Ir192γ射线探伤机对大中口径管道环焊缝进行探伤检测。以φ325 mm×10 mm管道环焊缝射线探伤为例,介绍了根据工件特点如何选择最佳的透照方式,并探讨了裂纹检出灵敏度的影响因素。

关键词 管道 环焊缝 Ir192γ射线检测 裂纹检出灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

超声冲击处理改善X80管线钢环焊缝接头疲劳性能研究

7

作者 张艳芳 王东坡 董磊磊 《装备环境工程》 CAS 2023年第6期92-97,共6页

目的验证超声冲击处理(UIT)对X80钢管环缝焊接接头疲劳性能的延寿效果。方法分别开展X80管线钢GMAW自动焊环缝超声冲击前后的疲劳试验,根据国际焊接学会(IIW)的规范处理试验数据,并对结果进行对比。结果稳定地控制管道内壁焊根区域的显... 目的验证超声冲击处理(UIT)对X80钢管环缝焊接接头疲劳性能的延寿效果。方法分别开展X80管线钢GMAW自动焊环缝超声冲击前后的疲劳试验,根据国际焊接学会(IIW)的规范处理试验数据,并对结果进行对比。结果稳定地控制管道内壁焊根区域的显微未熔合等焊接缺陷,是保证X80管线钢环焊缝具有优异抗疲劳性能的关键延寿途径之一。采用最大应力固定为屈服强度+全厚度小尺寸试件的焊接接头疲劳试验方法能够替代足尺寸或全尺寸焊接结构疲劳试验,也适用于评价超声冲击处理焊接接头的疲劳性能。在严格控制错边量的前提下,X80管线钢GMAW环缝可以达到BS7608 D级设计曲线要求。结论超声冲击处理可以显著提高X80管线钢环缝接头的疲劳性能,大约延长疲劳寿命4~10倍左右。 展开更多

关键词 X80管线钢 超声冲击处理 疲劳寿命 环焊缝接头 残余应力 疲劳试验 S-N曲线

在线阅读 下载PDF 职称材料

高钢级油气管道环焊缝接头性能及质量控制 被引量：11

8

作者 何小东 高琦 +2 位作者 李为卫 池强 高雄雄 《石油管材与仪器》 2020年第2期15-20,共6页

在介绍管道环焊缝特点及重要性的基础上,分析了典型化学成分X80钢管自保护药芯焊丝半自动焊(FCAW-S)和熔化极气体保护焊(GMAW)环焊缝接头的关键力学性能。结果表明,无论采用FCAW-S还是GMAW方法并匹配相应级别焊丝进行环焊缝焊接,其接头... 在介绍管道环焊缝特点及重要性的基础上,分析了典型化学成分X80钢管自保护药芯焊丝半自动焊(FCAW-S)和熔化极气体保护焊(GMAW)环焊缝接头的关键力学性能。结果表明,无论采用FCAW-S还是GMAW方法并匹配相应级别焊丝进行环焊缝焊接,其接头的抗拉强度均满足标准要求。FCAW-S和GMAW环焊接头热影响区的韧性分散性大于焊缝,但是FCAW-S环焊接头焊缝的冲击吸收能量容易出现低值而导致不满足标准要求,而GMAW环焊接头焊缝和热影响区的冲击韧性均满足标准要求。强度匹配和焊接缺陷对管道环焊缝接头性能和承载能力有重要影响。为了保证管道运行安全,需要加强环焊缝焊接质量控制。 展开更多

关键词 管道 高钢级 环焊缝接头 性能及质量控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同材质管道对接环焊缝热影响区的硬度分布规律研究 被引量：2

9

作者 任俊杰 仝珂 +4 位作者 杜华东 马卫锋 罗金恒 马秋荣 霍春勇 《石油工程建设》 2019年第4期16-19,共4页

近年来,站场内管道环焊缝的失效问题引起广泛关注,站场内管道环焊缝具有不同材质、不等壁厚、不同管件类型对接的特点,对这种环焊缝的性能并未充分掌握。以站场内管道材质和壁厚差距均较大的X80-X60及X70-L245对接接头为研究对象,根据... 近年来,站场内管道环焊缝的失效问题引起广泛关注,站场内管道环焊缝具有不同材质、不等壁厚、不同管件类型对接的特点,对这种环焊缝的性能并未充分掌握。以站场内管道材质和壁厚差距均较大的X80-X60及X70-L245对接接头为研究对象,根据工程现场焊接工艺,制备了环焊缝试样,对接头热影响区的硬度进行了表征并研究了其分布规律。结果表明,焊缝区的硬度明显较高,热影响区内粗晶区的硬度最高,向母材方向逐渐降低。M/A强化及位错强化机制是粗晶区硬度较高的主要原因,二次相粒子的不均匀分布使粗晶区的硬度分散性较大。X80、X70、X60侧热影响区的硬度分布规律相似,与钢级相对应,L245侧热影响区具有明显更低的硬度。板状和粒状贝氏体表现出较高的硬度,而铁素体、多边形铁素体则不利于硬度的提高。 展开更多

关键词 环焊缝 天然气站场 不同材质对接 硬度 组织

在线阅读 下载PDF 职称材料

L415QB/316L双金属复合管环焊接头缺陷分析 被引量：2

10

作者 韩燕 张成杰 +3 位作者 高彦伟 王振平 谢文江 付安庆 《石油管材与仪器》 2022年第4期71-74,共4页

针对含缺陷的L415QB/316L双金属复合管环焊接头,分析研究了焊接缺陷的特征及形成原因,并评估含缺陷接头服役使用的安全性。用无损探伤、金相分析、拉伸性能试验和水压试验对含缺陷接头样品的缺陷类型、金相组织、力学性能和承压能力进... 针对含缺陷的L415QB/316L双金属复合管环焊接头,分析研究了焊接缺陷的特征及形成原因,并评估含缺陷接头服役使用的安全性。用无损探伤、金相分析、拉伸性能试验和水压试验对含缺陷接头样品的缺陷类型、金相组织、力学性能和承压能力进行了试验分析。结果表明,该双金属复合管对接环焊缝焊根部位存在未熔合及微裂纹缺陷,含缺陷接头材料的力学性能及含缺陷接头的承压能力符合标准的要求。建议对已投运的采用与含缺陷接头相同的环焊缝焊接工艺焊接的双金属复合管管线定期进行检测和评估。 展开更多

关键词 双金属复合管 环焊接头 焊接缺陷 未熔合

在线阅读 下载PDF 职称材料

管线环焊接头拉伸应变容量模型讨论 被引量：1

11

作者 陈庆龙 陈宏远 +1 位作者 葛加林 于晨阳 《石油管材与仪器》 2020年第2期26-31,共6页

为应对石油天然气管线复杂的服役环境,基于应力的管线设计方法已难以满足需求,国际上逐步提出了基于应变的管线设计方法并应用于管线建设。介绍了国内外管线环焊接头拉伸应变容量的研究现状,并讨论比较了近20年国际上发展较快、应用较... 为应对石油天然气管线复杂的服役环境,基于应力的管线设计方法已难以满足需求,国际上逐步提出了基于应变的管线设计方法并应用于管线建设。介绍了国内外管线环焊接头拉伸应变容量的研究现状,并讨论比较了近20年国际上发展较快、应用较广的几个模型,对基于应变管线的设计及缺陷评估工作提供参考,同时对今后拉伸应变容量模型需要解决的问题进行展望。 展开更多

关键词 管线 环焊接头 拉伸应变容量 缺陷评估

在线阅读 下载PDF 职称材料