X80钢CTOD有限元计算及断裂韧度评估

针对钢结构在外力作用下由于自身材料断裂韧度不足引起的断裂事故,按照Wells提出的CTOD断裂判据,建立X80钢薄板在受外载作用下的力学模型,并对其断裂韧度的安全性进行了评估。在裂纹体受载后,对原裂纹尖端垂直于裂纹方向的裂纹尖端张开位移δ进行了有限元计算,提出了K-δ方法、COD-δ方法和J-δ方法等有限元计算方法,且与断裂力学理论计算的δ结果误差极小。同时对X80钢断裂韧度按照BS 7448规范进行了测试,裂纹尖端张开位移的有限元计算方法和断裂韧度测试结果可供企业和科研院所参考。     

基于CTOD与SINTAP的海洋用钢断裂韧度评定

裂纹尖端张开位移（CTOD）作为评定海洋工程用钢断裂韧性的重要指标,其临界值问题一直受到关注。针对这一问题,结合SINTAP《金属结构缺陷可接受性评定方法指南》的失效评定曲线对海工用钢几个钢种的CTOD值进行了评定。结合材料CTOD值和应力-应变曲线,采用SINTAP的3级评定方法得到海工用钢的CTOD的失效评定曲线（FAD）。通过分析材料CTOD值在失效评定曲线图上所处的位置,对海工用钢EQ70（60 mm）,EQ70（38 mm）,EQ56（38 mm）钢的断裂韧度进行了评定。结果表明,这三种钢的CTOD值均在失效评定曲线图中可接受区域内, 它们的断裂韧度均合格。     

低温钢焊接接头CTOD断裂韧性试验研究

与传统的夏比V型缺口冲击韧性试验比较,CTOD更能有效准确地评价钢材的抗脆断能力。文章按照BS 7448-1991(1997)断裂韧度试验标准,对海洋平台工艺管道用ASTM A333-2005 Gr.6低温钢焊接接头的低温(0℃,-29℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行了测试。取尺寸为B×2B(B为试样厚度)、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验,然后由得到的焊缝和热影响区(HAZ)的P-V曲线来计算CTOD值,并对试验结果进行了分析和讨论。     

基于主曲线法的X70钢环焊缝断裂韧度研究

高钢级管线钢环焊缝在韧脆转变区内的断裂韧度具有高度离散性及温度相关性,因此很难对其进行合理评价。分别采用12.7 mm(0.5 in)小尺寸三点弯试样和仪器化压痕法,测试了X70钢环焊缝低温下的断裂韧度,在此基础上获得其主曲线参考温度T₀。结果表明,基于小尺寸三点弯试样的X70钢环焊缝主曲线参考温度T₀=-98℃,1%和95%累积失效概率曲线可以很好地包络韧脆转变区内的断裂韧度。温度高于-60℃时,断裂韧度包络曲线并不保守;基于仪器化压痕法的X70钢环焊缝主曲线参考温度T₀=-76.5℃,5%和99%累积失效概率曲线可以包络其韧脆转变区内的断裂韧度。主曲线法可以很好地规避环焊缝断裂韧度描述的高离散性问题。相比较而言,基于压痕法的主曲线偏于保守。     

X70/X80管线钢厚板低温CTOD韧性研究

为了保证管线的运营安全,特别是在寒冷地区管线用钢的低温韧性,对管线用钢X70/X80厚板进行了低温裂纹尖端张开位移（CTOD）试验。试验结果表明,该等级的管线用钢板具有良好的抗开裂能力,能够满足制管要求。同时讨论了CTOD试验过程中样品制备、试验结果有效性检测以及特征CTOD值的确定等相关问题,在此基础上给出了管线用厚钢板CTOD认证试验的思路、方法、实践经验及改进意见。     

35Mn2钢抽油杆断裂韧度及常规机械性能的试验研究

应用应力强度因子理论和J积分理论得到了材料断裂韧度J_(IC)和平面应变断裂韧度K_(IC)的试验方法,并对抽油杆材料35Mn2钢的机械性能进行大量实测。这项试验研究为评定抽油杆缺陷提供了依据。     

SA516-C70钢的焊接工艺试验

茂名石化工程公司承建的聚丙烯环管反应器,其主体材料选用美国ASME标准SA672C70-CL22<中温高压用电熔化焊钢管>,该钢管是由美国ASTM标准SA516-C70<中低温压力容器用碳钢板>焊接而成,为制定合理的焊接工艺,保证焊接接头的质量及设备运行的稳定性,文章对SA516-C70钢的焊接性能包括焊接冷裂纹敏感性、返修、热处理、低温韧性等进行了系统、全面的试验研究.研究结果表明,该钢种具有优良的焊接性能和接头综合性能,焊接参数对其低温性能有着重要影响.     

CTOD断裂韧度试验在海洋平台建造中的应用

根据BS74 48和DNV OS C 4 0 1断裂韧度试验标准 ,对EH36钢 (板厚 5 5mm)焊接接头的低温 (0℃和 - 15℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行测试 ,其验收标准采用DNV标准 ,即CTOD值大于 0 15mm。试验结果表明 ,未经焊后热处理的EH36钢手工电弧焊、单丝埋弧焊和双丝埋弧焊 3种工艺的焊接接头的焊缝和热影响区 (HAZ)低温下绝大部分试样的断裂韧性值是合格的。EH36钢手工电弧焊、单丝埋弧焊和双丝埋弧焊焊接接头可以在不进行焊后热处理的情况下使用 ,这对缩短海洋平台结构的制造周期 ,降低制造成本意义重大。     

X70钢级厚板卷热连轧工艺探讨

对X70钢级厚板卷热连轧工艺进行了研究,结果表明：冷却速度、精轧压下量、轧制力的增加以及卷取温度的降低,均有利针状铁素体的形成和X70钢强韧性的提高,过高或过低的终轧温度均不利于针状铁素体的形成和钢的强韧性的提高。采取合理的热连轧工艺生产的X70钢,其组织以针状铁素体为主,强韧性优良,各项性能均满足“西气东输工程制管用热轧板卷技术条件”的要求。     

土壤湿度对X70钢在污染土中腐蚀行为的影响

应用极化曲线法及交流阻抗技术研究了土壤湿度对X70钢在污染土中的腐蚀行为,结合电镜、能谱等手段对腐蚀产物进行表征,并对腐蚀机理进行了初步探讨。结果表明:土壤湿度对X07钢的腐蚀影响很严重,在湿度为20％左右时,出现最大腐蚀速率。X70钢在污染土中腐蚀的交流阻抗谱未出现warburg阻抗。电镜检测结果表明腐蚀产物表面出现明显裂痕。     

双焊炬自动焊焊接接头CTOD断裂韧性试验研究

根据BS7448断裂韧度试验标准,分别对海洋管线用X65钢双焊炬自动焊焊接接头自然冷却和喷淋冷却的低温（5 ℃）裂纹尖端张开位移（CTOD）进行了测试。取尺寸为B×2B（B为试样厚度）,缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验,然后由所得到的焊缝和热影响区（HAZ）的P－V曲线来计算CTOD值,并对比自然空冷和喷淋冷却的焊接接头CTOD值。结果表明,焊后喷淋对CTOD值没有显著影响。该试验结果为焊接方法、焊接规范参数和喷淋工艺参数的选择提供了参考依据。     

X70管线钢焊接接头断裂韧性分析

裂纹尖端张开位移（CTOD）试验常被用来进行材料的韧性评价。详细介绍了CTOD试验的过程、操作步骤及计算拟合方法。并采用裂纹尖端张开位移试验对X70管线钢焊接接头处焊缝、热影响区（HAZ）和母材进行了断裂韧性的测试研究。结果表明,在同一温度下,CTOD特征值δ0.05,δ0.5和δ0.2BL均呈现母材最大、热影响区次之、焊缝最小,即母材断裂韧性最优、热影响区次之、焊缝最差。     

大厚度船用钢板焊接接头低温CTOD韧度试验研究

依据BS 7448-1997断裂韧度试验标准,对板厚为80 mm的大厚度船用钢板(ABS AB/EH36N)对接接头试样进行了-10℃下裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,介绍了试件的制备、试验装置及试验步骤,对试验结果进行了分析。经测试,绝大部分试样的断裂韧性值是有效合格的,其CTOD值大于0.15 mm,符合DNV验收标准。由此判定,在给定的焊接工艺下,该钢种焊缝低温韧性好,可以在不进行焊后热处理的情况下使用,为指导海洋平台的施工建造提供了科学依据。     

X80钢管焊接接头断裂韧性试验分析

通过对进口钻井隔水管X80钢管进行理化性能分析,了解了国外钻井隔水管材料的性能水平,为隔水管国产化工作的开展提供了一些参考数据;通过对X80管线钢焊接接头的CTOD试验研究,发现焊接接头的断裂韧性在热影响区相对较弱;通过对比分析焊接接头的夏比冲击功和CTOD试验结果,表明CTOD试验对材料的断裂韧性评价是可靠的.     

Ti,N和C对X70管线钢管焊缝热影响区韧性的影响

介绍了7种Ti,N,C含量不同的X70管线钢的理化特性,并通过CTOD试验、夏比冲击试验和Gleeble热模拟试验,分析了不同Ti,N,C含量对X70管线钢管环焊缝热影响区韧性的影响。最后指出,当Ti含量和Ti/N比都降低时,TiN粗大晶粒的数量将随之减少,焊缝热影响区韧性提高。     

铌对X70高性能管线钢性能和组织的影响

叙述了X70管线钢中铌 (Nb)质量分数在 0 .1 0 %范围内的试验研究 ,探讨了铌与X70钢的σt0 .5、σb 和 - 2 0℃Akv的关系 ,从而确定了西气东输等工程用X70钢合理的铌的质量分数为 0 .0 5 %～ 0 .0 8% ,并通过工业性应用 ,取得了良好效果。