含表面缺陷的双相不锈钢管道非匹配焊接接头的安全评定

采用欧洲经济共同体提出的结构完整性评定方法SINTAP(Structural integrity assessment procedure),对焊趾处含有表面裂纹(裂纹长度和深度分别为2．5mm和1．1mm)的SAF2205双相不锈钢管道非匹配焊接接头进行了安全评定。根据拉伸试验结果,建立了双相不锈钢管道焊接接头焊缝和母材的一级、二级评定曲线,测定了SAF2205钢焊接接头的低温(-18℃)断裂韧度,为安全评定提供了试验依据。评定结果表明,不论是采用一级或是二级评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,说明该结构是安全的。根据计算得到的极限裂纹尺寸进行了疲劳裂纹扩展寿命估算,最终疲劳寿命为0．133年。     

基于BS7910海底外输管线ECA评估

依据英国标准BS 7910对海底外输管线API5L X56焊接接头焊趾处表面裂纹进行了ECA(engineering critical assessment)评定.评定根据母材和全焊缝拉伸试验结果建立评定曲线;根据英国标准BS 7448:Part 4采用多试样方法进行了低温断裂韧度试验,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,分别考虑应力集中和残余应力的影响,针对无错位和最大错位情况,给出了在铺设条件下的容许表面裂纹尺寸.为管线铺设工程中的焊接缺陷验收和拒收提供了依据.     

皮囊蓄能器外壳的断裂力学分析

本文简介了对NXQ—L40/320皮囊蓄能器外壳进行断裂力学分析的结果。在实验测定外壳材料30CrMnSiA 钢材的断裂韧度和裂纹扩展速率的基础上,计算了外壳的容许裂纹(缺陷)尺寸和疲劳断裂寿命,最后对外壳设计和选材的安全性、合理性作出了评价。     

管式褐煤干燥机低温环境下端板焊缝缺陷的安全评定

针对我国管式褐煤干燥机端板用低合金钢Q370R,采用焊条电弧焊打底、埋弧自动焊填充及盖面进行焊接,同时测定端板焊缝金属低温力学性能及断裂韧度。采用国家标准GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》,在给定最大使用压力下对低温环境下的焊接接头焊缝处外表面裂纹进行评定。结果表明:评定点位于简化评定曲线安全范围内,但在常规评定曲线安全范围外,且等效裂纹尺寸大于最大容许等效裂纹尺寸,根据标准该裂纹缺陷不能被接受,结构必须进行返修。将GB/T19624-2004安全评定标准应用于管式褐煤干燥机结构,为该标准进行Q370R钢结构的安全评定奠定基础。     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能EI北大核心CSCD

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

GH864合金蠕变/疲劳裂纹扩展速率及a-N曲线分析

研究了GH864合金不同保载时间下650℃蠕变/疲劳裂纹扩展行为,分析了裂纹扩展过程中蠕变和氧化的作用,以及a-N曲线的转折点含义。结果表明:保载5s时GH864合金以穿晶断裂为主,疲劳作用占主导;保载90s时GH864合金以沿晶断裂为主,蠕变作用占主导。利用Saxena模型可较好地表征本实验条件下650℃蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展速率曲线,可估算较高应力强度因子和较低应力强度因子的裂纹扩展速率。另外,用Saxena模型可求出蠕变和疲劳的表达式,对比分析高温蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展过程中蠕变和疲劳的作用及所占的比例。最后针对a-Ni/Nf、da/dN-a曲线及da/dN-N曲线变换中出现的拐点,结合断口形貌分析了转折点对应的含义。高温合金及其它材料的裂纹扩展速率曲线也适用于以上曲线分析方法。     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。 创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

搅拌摩擦焊接头疲劳行为研究现状

搅拌摩擦焊（FSW）接头的抗疲劳断裂特性是评定其构件使用性能的重要指标之一.本文对搅拌摩擦焊的接头疲劳行为研究现状做了比较详尽的总结,涉及S-N曲线、裂纹扩展速度da/dN和门槛值△Kth,腐蚀环境下的裂纹扩展速度和门槛值、显微组织及影响因素,并提出了今后需要解决的问题.     

钛钢爆炸复合板抗剪切疲劳特性及断裂机制研究

本文对钛钢复合板的弯曲疲劳特性进行了探讨,获得了S—N曲线和疲劳极限;其断裂机制表明裂纹起始于钢侧表面,裂纹扩展穿过界面,最后断裂于钛侧;界面处无首先出现裂纹现象。