X90管线钢管示波冲击试验研究

对X90管线钢管管体、焊缝和热影响区在不同温度下进行示波冲击试验,并对曲线的特征值进行分析。结果表明:X90管线钢管管体示波冲击曲线随着试验温度的降低,由只产生稳定裂纹扩展逐渐变为产生不稳定裂纹扩展,管体韧脆转变温度约为－90 ℃;焊缝示波冲击曲线都产生不稳定裂纹扩展,随着试验温度的降低,不稳定裂纹扩展愈发明显,焊缝韧脆转变温度约为－50 ℃;热影响区示波冲击曲线随着试验温度的降低,由稳定裂纹扩展逐渐变为不稳定裂纹扩展,热影响区韧脆转变温度约为－60 ℃。     

西部管线用钢焊接粗晶区的韧性研究

采用焊接热模拟技术和示波冲击试验方法，研究了适用于我国西部管线的三种Ｘ６０级管线钢及其焊接热影响区在系列温度下的韧性规律，并从冲击能量特征和组织结构特征的角度对试验结果进行了分析和评价。     

X90管线钢示波冲击特征值的研究

为了更准确地评价X90管线钢的韧性,利用示波冲击试验机提取了不同温度下该管线钢的载荷－位移曲线,研究了其冲击韧性随温度的变化情况。结果表明,在20 ℃和0 ℃时X90管线钢示波冲击曲线与GB/T 19748中的F型曲线相似,为韧性断口;－20 ℃以下时,可以看到明显的不稳定裂纹扩展特征;随着温度的降低,X90管线钢示波冲击的最大力基本不变,而屈服力升高;裂纹形成能,剪切唇及二次纤维区形成能基本不随温度变化而变化,仅当达到－100 ℃时,裂纹形成能,剪切唇及二次纤维区形成能急剧降低。稳定裂纹扩展能随着温度的降低而降低。     

X80管线钢不同温度下的落锤吸收能量测试

采用示波落锤法,对X80管线钢在不同温度下的吸收能量进行了测试,并对不同温度下的载荷－位移曲线及锤头速度曲线进行了比较。结果表明,不同温度下的载荷－位移曲线形状不同,且随着温度降低,达到最大载荷后的载荷下降速度加快。根据落锤吸收能量,绘制了韧脆转变温度曲线,得到了X80管线钢的韧脆转变温度,并与夏比冲击试验吸收能量绘制的韧脆转变温度曲线进行了对比。     

管线钢氢致开裂与冲击韧性的相关性

采用NACE饱和H2S溶液及示波冲击试验方法,探讨了管线钢氢致开裂（HIC）与冲击韧性（CVN）之间的相关性,并分析了其中的原因。结果表明,经过NACE饱和H2S溶液浸泡过的HIC试样在应变速率较大的冲击韧性试验条件下,其韧性变化无法表现,无论是弹性变形功 Ae、裂纹形成功Ai、裂纹扩展功Ap,还是总功At均无明显变化,因此,在实际生产中对于存在氢致开裂危险的结构不宜采用冲击韧性试验来评价其韧性大小。     

管线钢管夏比冲击试验注意事项

结合管线钢管标准规范,分别从取样、试样加工、试验设备及试验过程等方面分析了管线钢管夏比冲击试验中可能出现的问题,并针对试验温度控制和操作过程提出了几点建议.     

管线钢韧性参数的一种预测方法

推荐了一种可以在有限的试验数据下，预测管线钢不同韧性参数的方法，包括冲击能、上平台能、断口剪切面积、能量-温度转变曲线、剪切面积-温度转变曲线和韧脆转变温度等。     

三维断裂理论在管线钢安全评定中的应用

引入三维应力约束Tz理论和等效厚度概念 ,对三维裂纹的应力强度因子和断裂韧性的计算进行了改进 ,并通过含表面裂纹、单边和双边角裂纹的断裂试验验证了三维断裂理论用于油气输送管线钢剩余强度评定的可行性。试验结果表明 ,此管线钢中的裂纹起裂韧性Ki值随裂纹形态和方位的不同有较大差别 ,且都低于穿透裂纹的起裂值。经三维断裂理论分析后发现 ,所有三维裂纹形态的三维起裂韧性Kzimax都与穿透裂纹的三维起裂韧性Kzithrough值很接近。这说明三维起裂韧性Kzi基本与裂纹形态和几何尺寸无关 ,管线钢的断裂韧性得到统一。     

管线钢落锤撕裂试验的应用实践

通过对管线钢落锤撕裂试验的研究，根据我国管线钢及其检验设备的发展现状，提出了落锤撕裂试验能量测试的三种方法以及落锤撕裂试验中的一些注意事项，为带有能量测试的国产落锤撕裂试验机的研制提供一些设计思路。     

管线钢落锤撕裂试验的能量测试

通过对国产落锤撕裂试验机能量测试系统的开发与研究,以及该系统在鞍钢化检验中心的成功应用,展示了该系统的可靠性.该系统的研制成功为定量研究各种因素对管线钢断裂韧性的影响以及从理论上研究管线钢承受冲击载荷的断裂机理提供了试验支持,提高了检验水平,健全了试验方法和手段.     

高钢级管线钢断裂韧性确定方法研究

管线钢管的断裂韧性是进行管道断裂评估的重要参数,而断裂韧性数据的测试较为繁琐。常用的做法是根据管材的冲击韧性与断裂韧性之间的关系式进行估算。利用数理统计方法,基于试验数据样本,建立了X80高钢级管线钢断裂韧性与夏比冲击功之间的经验关系式,并根据统计检验理论,对经验关系式进行了检验。检验结果表明,所建立的经验关系式与样本数据有着高度相关性,与现有的经验公式相比,更适合于X80高钢级管线钢管断裂韧性的确定。     

西气东输二线用X80级钢管断裂韧性指标探讨

回顾了管线裂纹止裂研究的成果,通过实物试验分析表明,20世纪70年代的止裂公式在确定高韧性管线的止裂行为上已偏于危险。结合西气东输二线工程工况,提出了断裂韧性指标确定的原则和基本要求。根据不同标准对延性止裂的论述,通过止裂韧性研究,确定了西气东输二线用管止裂所需的韧性指标。     

基于应变设计的大应变X100管线钢的成分设计与开发

介绍了日本新日铁公司开发的适用于基于应变设计的大应变低Mo含量高强度X100管线钢的成分设计,在实验室研究了Mo和Cr对强化能力的影响,并进行了低Mo含量16 mm厚度X100管线钢管的试生产。研究了试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管热力时效前后的力学性能,如落锤撕裂试验性能以及母材和焊缝区的V形缺口夏比冲击性能等。试验结果表明,试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管具有优异的低温韧性和焊缝韧性。     

多丝埋弧焊热影响区冲击韧性分析

热影响区的热循环是决定焊后热影响区组织和性能的重要因素。以X80级管线钢为研究对象,通过不同焊接线能量下的热模拟试验和实际工艺试验对热影响区的冲击韧性进行了比较,并结合热源的数学模型进行了简单分析。结果表明焊接线能量与焊接过程中热影响区的有效热输入存在差别,在进行焊接热模拟试验中,应根据实际工况对试验条件进行修正,以提高试验的准确性和指导性。最后,给出了实际生产中X80级管线钢热影响区冲击韧性的优化措施。     

管线断裂控制参量的研究

回顾了管线裂纹上裂预测方法，指出近年来随管线钢管材料特性的变化，材料强度及韧性的提高，采用已有止裂预测公式偏于危险。并通过对几种断裂控制参量如夏比冲击功，裂纹尖端张开位移，落锤撕裂实验和上裂韧性的测量分析，表明DWTT当量Cv方法，M=Cv^1/2/YS参数法，Leis修正法可以不同程度的修正这种偏离，使预测值更接近实测值，从而大大提高了对管线裂纹上裂预测的准确性。     

管线钢断裂和疲劳裂纹扩展特性研究

对厚度分别为3mm、6mm、9mm、12mm、1mm的紧凑拉伸(CT)试样进行了断裂韧性试验,研究了X60管线钢的断裂特性.研究结果表明,由于试件厚度与分层裂纹间有强烈的耦合效应,表观断裂韧性不随厚度的变化而变化,靠增加试样厚度无法获得材料的平面应变断裂韧性,应用穿透裂纹的表观断裂韧性数据进行管道的安全评定不可靠;考虑塑性区修正的有效应力强度因子K_e与弹塑性J积分参量K_J在失稳扩展前保持了良好的等效性.对厚度分别为2mm、4mm和14mm的CT试样的疲劳裂纹扩展试验表明,高韧性管道钢的疲劳裂纹扩展存在显著的厚度效应,厚度效应敏感区在4 mm以内.     

高强度管线钢焊接性影响因素分析

为了使X80～X120高强度管线钢焊接时获得高强韧性焊接接头,避免产生冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷,针对高强度管线钢的焊接性影响因素进行了分析论述,包括冷裂纹产生的原因及影响因素、管线钢的HAZ软化及脆化影响因素等。重点对管线钢的焊缝与管材的强韧匹配以及管线钢焊接工艺进行了分析研究。研究结果表明,高强度管线钢焊接时,应依据等韧性原则来选用接头的匹配,选择合适的预热温度、含氢量较小的焊接材料、合理的焊接热输入,保证焊接接头具有足够的韧性,满足实际需要。同时针对冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷提出了合理的控制措施。     

全焊接管线球阀阀体材料的选择与质量控制

介绍全焊接管线球阀苛刻的使用工况,提出了全焊接管线球阀阀体材料选择原则。全焊接管线球阀阀体材料考虑强度同时还需考虑可焊性,为了满足全焊接管线球阀焊接要求,增加焊接接头的韧性储备,需对化学成分、含碳量、碳当量、锰含量、微量元素P、s、钢材的冶炼过程、材料的屈强比、低温冲击韧性和硬度等进行特别控制。同时,提出了锻件的表面质量要求、锻件的试验方法和检验规则,使全焊接管线球阀阀体材料满足免焊后热处理要求。