X80管线钢真实应力屈强比的测定及对管线安全性的影响

试验测算出X80、X65、X60、X46、Q235等五种材料的名义应力屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb及硬化指数n.比较发现,Ss/Sb值较σs/σb值小约13%,表明X80等高强度、高屈强比材料在屈服后真实塑性变形裕度仍较大;管线钢n对σs/σb的变化也并不敏感.由此认为,屈强比对管线结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重.     

不同钢种真实应力屈强比与工程应力屈强比的测试与对比

对五种试验钢进行了拉伸试验,得到了工程应力屈强比、真实应力屈强比和静力韧度实测值,根据静力韧度计算公式计算得到了五种钢颈缩前后吸收的能量和静力韧度,并与实测值进行了对比。结果表明:各试验钢的真实应力屈强比比工程应力屈强比小约0.13,静力韧度的实测数据和公式计算的结果一致;对高钢级管线钢,在静力韧度足够的前提下,用真实应力屈强比做为安全性指标比用工程应力屈强比更客观,更具实际意义。     

X80高屈强比管线钢性能分析与管道安全性预测

测出X80等5种材料常规机械性能及名义应力屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb。比较发现Ss/Sb较σs/σb小13%,表明高强度、高屈强比X80钢屈服后塑性变形裕度仍较大。还测出材料静力韧度、冲击韧性及断裂δR阻力曲线,并应用于X80钢管线安全性预测,可以认为,高屈强比对结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重。最后讨论了屈强比对硬化指数n的影响。     

屈强比对X80钢性能的影响

对"西气东输"二线工程使用的五种不同屈强比的X80钢通过静拉伸试验、动载冲击试验、水压爆破试验模拟管线一般受载情况等,比较了不同屈强比X80钢的性能差异,分析了屈强比对变形能力和承压能力的影响。结果表明:屈强比对X80钢纵、横向的力学性能没有显著影响,对横向的应力-应变行为的影响大于对纵向的;屈强比能够反映材料的变形能力;X80钢的横向屈强比与纵向屈强比不存在一致的对应性;"西气东输"二线工程技术标准规定的横向屈强比指标是可行的;钢管的水压爆破试验压力大大超过理论计算最小压力,能够保证钢管的安全性;屈强比与高钢级管线钢管承压能力的关系还需进一步研究。     

天然气输送钢管研究与应用中的几个热点问题

全面阐述了天然气输送钢管研究与应用中的热点问题：高压输送与高钢级管线钢的研究开发;抗HIC管线管及其技术条件;富气输送及其对钢管性能的要求;直缝埋弧焊管和螺旋缝埋弧焊管的比较与选择;输气钢管延性断裂的止裂;管线在近中性pH土壤环境中的应力腐蚀开裂;管线管的残余应力及控制;高强度管线钢的屈强比问题;在役管道的适用性评价及风险管理等。     

加工硬化特性对高强钢断裂韧性的影响

本文对化学成份相同、屈强比不同的两种高强钢进行了三点弯曲CTOD试验。并采用三维有限元数值法分析了裂纹尖端的应力应变场。结果表明:与低屈强比的材料相比,高屈强比的钢材由于裂纹尖端应力水平高使得脆性启裂韧性值低,而其抗延性裂纹扩展阻力却优于低屈强比材料。     

X80管线钢疲劳裂纹的扩展行为

对X80管线钢进行了拉伸试验和三点弯曲疲劳试验,研究了该钢的拉伸断口形貌以及不同应力比(0.1,0.4,0.6)对疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:X80管线钢具有连续屈服特征,拉伸断口形貌呈韧窝状;增大应力比会降低X80钢的疲劳寿命,降低裂纹长度;以应力强度因子幅值ΔK作为驱动参数,Paris公式可以很好地拟合不同应力比下X80管线钢的疲劳裂纹扩展速率。     

弛豫时间对X100管线钢组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、冲击试验以及显微组织观察等方法研究了轧后弛豫时间对X100管线钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着弛豫时间延长,贝氏体铁素体板条变宽,板条内部位错密度降低,碳氮化物析出量增多,屈服强度呈现先减小后增大的趋势,抗拉强度缓慢增加,屈强比与断后伸长率先降低后升高然后再降低,-20℃下的冲击功先升高后降低;弛豫时间为52s时能够获得较高的强度、韧性和均匀伸长率,可满足X100管线钢抗大变形的要求。     

中碳铬-镍-钼钢的超高强度和超低屈强比现象

研究了淬火温度和回火温度对中碳铬一镍一钼系超高强度钢屈强比的影响，分析了超低屈强比现象产生的原因。结果表明：在淬火后200℃回火条件下，屈强比随淬火温度的升高先下降，至950-1000℃淬火时仅约为0．45，尔后又升高；900℃淬火、165-180℃回火后，其屈强比较低（约为0．45），而抗拉强度大于2200MPa。超低屈强比现象主要与残余奥氏体及其中的可动位错和淬回火后的残余应力有关。     

低温条件下带状组织对X70管线钢弯管性能的影响

通过低温夏比冲击试验、拉伸试验及水压爆破试验等,研究了带状组织对X70管线钢弯管性能的影响。结果表明:当试验温度相同时,含带状组织X70管线钢弯管的冲击功比无带状组织弯管的增加了10~30J;带状组织对X70管线钢弯管不同区域的拉伸强度影响不大,但含带状组织弯管的屈强比较高,拉伸性能比无带状组织弯管的差;带状组织的存在对弯管的水压爆破试验结果的影响较小。     

双相钢变形模型的计算机仿真

对双相钢的变形模型进行了计算机仿真。为了采用DDSⅢ动态仿真语言设计仿真程序,在原数学模型中,引入了一个初值为零的伪常微分方程,也可采用取消源程序中与积分有关的部分语句的方法。前一种方法具有普遍意义。仿真结果表明：用马氏体体积分数对双相钢的均匀真应变作图可更好地反映双相钢中各组份相的性能对双相钢均匀真应变的影响。对一些文献中矛盾的结果进行了解释,提出了改善双相钢匀真应变的途径。     

包申格效应对板料与成品管屈服强度与屈强比的影响

探讨微合金化高强度控轧钢板在制管过程中由于塑性弯曲变形所引起的包申格效应，以及这种效应对屈服强度和屈强比的影响。试验发现包申格效应导致屈服强度降低，应变硬化指数明显分为两个阶段。板与管相比，屈强比无明显改变。这些结果对管道建设业主和制板钢厂均有参考价值。     

影响管线钢应力腐蚀破裂的力学和材料因素

介绍了有关管线钢应力腐蚀破裂（SCC）的类型及特点，重点阐述了影响管线钢SCC的力学和材料因素。在力学方面，分析了管线的最大运行应力、压力波动R值（最小和最大压力的比值）、残余应力以及应变速率对SCC的重要影响。在材料方面，介绍了不同钢级管线钢的化学成分和显微组织，并对不同SCC形式下，材料的化学成分、显微组织对SCC行为的影响进行了讨论。     

铬镍钼钢中疲劳裂纹扩张和闭合行为

本文采用中心裂纹试样,对含碳量分别为0.20%、0.40%和0.80%的三种高强度铬镍钼钢,在应力比从-1至0.5范围内,着重探讨了含碳量、热处理规范与材料强度水平对断面挤压和负应力比条件疲劳裂纹扩张与闭合行为的影响。研究表明：外加压应力使裂纹面产生强制挤压,导致塑性闭合效应降低。在相同的最大应力强度固子K max作用下,负应力比条件会促使裂纹加速扩张。当断裂机制以准解理和韧窝为主时,不同的含碳量、热处理规范和应力比条件下的裂纹扩张速率da/dn相对有效应力强度因子△K (eff)能够完全归一。在线性区,疲劳裂纹闭合行为不受K max的影响,其闭合效应是应力比和材料屈服强度的函数。     

管线钢断裂韧度测试实验研究进展

随着管道钢强度和韧度的增加,表征材料断裂韧度的参数也在变化,同时断裂韧度测试技术也得到了不断的发展。本文介绍了几种测试材料断裂韧度的小试件实验以及存在的问题。重点介绍了一种准静态测试CTOA的小试件,以及测量CTOA的实验方法,为天然气管道止裂研究提供帮助。     

X70管线钢拉伸性能试验研究

对X70系列大口径厚壁天然气管道材料不同取样方式和取向的拉伸试样进行试验，结果表明：X70管线钢具有连续屈服特征，无明显的屈服平台，延伸率非常大。其力学性能呈现明显的各向异性，横向拉伸的屈服强度、抗拉强度及弹性模量均比纵向拉伸的高。试样的截面形状和尺寸对抗拉强度有一定的影响，对屈服强度影响很小。由于材料内部的片状缺陷引起的沿厚度方向强度降低和横向拉应力的作用，断裂时在板状试样短边中心出现分层开裂。因此，在进行结构设计和安全评定时应充分考虑X70管线钢特殊的力学性能。     

高锰奥氏体超低温钢低温脆断机制的研究

研究了高锰奥氏体钢的低温断裂机制。高锰奥氏体钢随温度降低其断裂机制由韧窝状断裂转变到晶界断裂。在固溶处理时快速冷却过程中锰在奥氏体晶界产生不平衡偏聚。由于锰的偏聚层的强度、应变三硬化指数和应变硬化率均高于晶内基体材料,因此在加载形变过程中位错在偏聚层处塞积而产生很大的内应力,在偏聚层处的应力远大于晶内,因此在晶界偏聚层处产生晶界断裂。     

复合陶瓷挺柱钎焊变形的研究及其控制

复合陶瓷挺柱钎焊后,由于陶瓷、金属线膨胀系数的不同,在挺柱中产生较大的残余应力和变形,从而影响其使用性能,通过试验,研究了影响挺柱变形的因素和规律。结果表明,钢套的强度和厚度、钎料的厚度、熔点及强度是影响挺柱焊后变形的主要因素,采用高屈服极限或者较厚的钢套时钎焊变形较小;钎料厚度较厚时钎焊变形较大,采用低熔点,低屈服极限的Sn基活性钎料可显著地降低钎焊变形,基本可能满足挺柱工作的表面凸起量要求。