焊后热处理对DH36钢焊接接头断裂韧性的影响

文中对DH36钢埋弧焊焊接接头进行了焊后热处理,并根据BS7448标准对焊缝和热影响区进行裂纹尖端张开位移CTOD测试,研究焊后热处理对断裂韧性的影响.结果表明,焊后热处理对焊缝断裂韧性的影响并不一定是好的效果,热处理后,焊缝δ值有的升高有的降低;焊后热处理对热影响区粗晶区的断裂韧性有不利影响,热处理后,热影响区粗晶区的δ值均有所下降.经过焊后热处理,90 mm厚焊缝试样的δ值略有下降,60mm厚焊缝试样的δ值明显升高;90mm厚热影响区试样的δ值明显下降,60mm厚热影响区试样的δ值略有下降.     

基于单边缺口拉伸试样的环缝接头阻力曲线确定方法对比

近些年单边缺口拉伸(SENT)试样被用于管道基于应变的设计与评估,并且相关机构发展了一些断裂韧性的测试标准,包括DNVGL-RP-F108,CANMET,BMT,USP以及英国国家标准BS 8571等. 但相关测试标准之间在测试原理、测试方法以及断裂韧性计算方法上还存在较大差异,有必要对它们之间的区别进行进一步的研究. 文中以API X80管线钢环缝接头为研究对象,对夹持式单边缺口拉伸(SENT)试样的裂纹尖端张开位移(δ)和J积分阻力曲线不同确定方法进行了对比. 结果表明,通过拟合计算J-R曲线、δ-R曲线以及初始断裂韧性值J_0.2和δ_0.2,给出了SENT试样断裂韧性阻力曲线计算的推荐公式.     

基于数值方法的超声疲劳应力计算方法修正及应用

采用有限元方法在考虑放大器影响的情况下(简称整体法)对6082-T6铝合金母材及其接头的超声疲劳试样进行了尺寸设计,并与采用传统解析法设计的超声疲劳试样尺寸进行了对比. 结果表明,采用整体法得到的试样的共振频率与试验频率更接近,且几乎不受预紧力和外加载荷影响,但应力位移系数与传统解析法有较大差别. 同时采用两种方法对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头在应力比R = ?1和R = 0.1下的超声疲劳试验数据进行对比分析,发现当R = ?1时采用整体法得到的疲劳强度偏高,而当R = 0.1时两种方法几乎无差别.     

关于J积分测定方法的比较及相关问题的讨论

采用多试样方法,应用国内外不同标准测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5 ℃)J-R曲线并对结果进行了分析比较.采用两个夹式引伸计在-5 ℃下分别得到焊缝和热影响区(HAZ)的双P-V曲线来计算施力点位移,从而得到J积分值.然后对数据点分别根据国家标准GB2038-91和英国标准BS7448进行处理.结果表明,BS7448标准在钝化线、各界限确定等方面存在着很大的优越性,能够拟合得到J-R曲线,计算出J0.2,确定了材料的断裂韧度.而根据国家标准GB2038-91没有合格数据点,从而不能进行断裂韧度的计算.     

X65管线钢焊接接头低温韧性及安全评定的研究

研究了API5LX65海底管线钢焊接接头的力学性能和低温断裂韧度。采用欧共体提出的SINTAP方法，对焊趾处含有表面裂纹的X65管线钢焊接接头进行了安全评定。根据ISO标准(BS7448)，以裂纹尖端张开位移(CTOD)作为断裂韧度参量，测定了管线钢焊接接头0℃时的断裂韧度。对于热影响区试样，对其进行剖面金相显微组织分析，判断裂纹尖端是否落在粗晶区，确保试验结果的有效性及可靠性。根据全焊缝拉伸试验结果，建立了X65管线钢焊接接头焊缝的一级、三级评定曲线。     

基于SINTAP标准的海底外输管线安全评定

采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP（Structural Integrity Assessment Pmcedure）对海底外输管线API5L X56焊接接头埋藏裂纹进行了安全评定。根据母材和全焊缝拉伸试验结果建立评定曲线；根据BS7448：Part4标准采用多试样方法进行了低温断裂韧性试验，建立了焊缝和HAZ的CTOD-R阻力曲线，从而确定了启裂CTOD值δ0.2。在评定计算中取不同水深的应力最大值，考虑残余应力的影响，针对由DNV OS-F101中规定的最大错位情况，给出了在铺设条件下的容许埋藏裂纹尺寸。为管线铺设工程中的焊接缺陷验收和拒收提供了依据。     

探究预制疲劳裂纹载荷对DH36药芯焊丝CO_2气保焊接头CTOD值的影响

依据BS7448标准对DH36药芯焊丝气保焊接头进行了裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验,通过对接头进行组织、断口分析,同时对预制疲劳裂纹过程进行有限元模拟分析,研究不同预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD值的影响.结果表明,预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD试验结果影响很大.当预制疲劳裂纹最大载荷远小于BS7448标准规定的最大值时,试验过程易出现突跃,即pop-in现象,从而得到较小的CTOD值;反之,当预制疲劳裂纹最大载荷接近或超过BS7448标准规定的最大值时,pop-in现象减弱、延迟或者消失,得到较大的CTOD值.故而为了保证试验结果的可靠性,标准中应对预制疲劳裂纹载荷敏感的接头更严格的规定其最大值.     

焊后热处理对拘束焊焊缝金属冲击韧性与断裂韧性的影响

针对DH36钢厚板拘束焊焊接接头进行了620 ℃ × 2 h的焊后热处理，测试了热处理前后焊缝金属的冲击韧性和断裂韧性，对比分析冲击韧性与断裂韧性的差异，同时研究了焊后热处理的影响及其韧化机制. 结果表明，焊态下焊缝金属的冲击韧性良好，而断裂韧性较差；焊后热处理后，冲击韧性没有明显变化，但断裂韧性显著上升，平均CTOD值由0.123 mm显著升高至0.707 mm. 一方面，焊后热处理引起位错密度降低，位错缠结显著减少，细小碳化物析出并球化，有利于韧性的改善；另一方面，焊后热处理可消除大厚板拘束焊产生的应变时效局部脆化现象，提高断裂韧性. 由于冲击韧性与断裂韧性测试结果存在较大差异，采用单一温度的冲击韧性评估拘束焊焊缝金属的韧性与结构安全性可能存在风险.     

不同焊接位置海洋平台用钢焊缝金属低温断裂韧性

海洋平台用钢在横焊立焊位置下,焊缝金属低温断裂韧性存在差异,工程界普遍认为,高热输入的立焊位置试样韧性值低于低热输入的横焊位置试样,但诸多试验均呈现相反的结果.文中选取了两组CO₂焊横焊立焊位置的焊缝金属试样进行了低温断裂韧性试验,得出了CTOD(裂纹尖端张开位移)值,并对焊缝处宏观形貌、断口形貌以及金相组织进行了分析.结果表明,由于柱状晶数量和取向及夹渣的影响,横焊位置试样低温断裂韧性低于立焊位置试样.     

低匹配管道焊接接头的安全评定

在给定裂纹尺寸和栽荷条件及材料的力学性能条件下，以欧盟提出的结构完整性评定方法（SINTAP）为依据，对低匹配X56管线钢含缺陷的环向内表面焊接接头进行安全评定，建立了低匹配X56管线钢焊接接头的二级评定曲线。评定结果表明，评定点在曲线范围内，说明该结构是安全的，取代了将焊接接头近似看作均匀低强材料进行评定的方法，提高了评定精度，降低了评定方法的保守度。