基于BS7910标准含埋藏裂纹缺陷X80长输管线的二级安全评定

以X80长输管线为研究对象,基于“合于使用”的原则,针对在管线实际生产过程中检测到的埋藏裂纹缺陷进行安全评定。评定过程中采用BS7910-2005标;住中的二级评定方法,对管道焊缝中存在的不同位置、间距和数量条件下的埋藏裂纹缺陷进行安全评定。评定结果表明,6处埋藏裂纹缺陷均在标准允许范围内,满足“合于使用”标准,管线可以正常运行。     

对在役压力容器埋藏裂纹的安全评定

主要叙述对在役球罐埋藏裂纹的超声波检测方法及应用断裂力学对球罐埋藏裂纹安全评定的方法，为球罐安全运行提供可靠数据。     

X80管线钢管环焊缝二级安全评定研究

根据英国结构完整性评定方法BS 7910:2005标准,在给定裂纹尺寸、载荷条件下,针对国产高铌X80管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹、埋藏裂纹进行二级安全评定。根据母材、全焊缝拉伸试验和CTOD（裂纹尖端张开位移）试验结果,建立了高铌X80管线钢管环焊缝接头的二级评定曲线。结果显示,评定点均在评定曲线范围内,说明该结构是安全的。研究结果为国产高铌X80钢管的工程应用提供了依据。     

变换炉堆焊层裂纹原因分析和埋藏缺陷安全评定

对合成氨变换炉堆焊层裂纹进行了金相检验和腐蚀产物分析,并对埋藏缺陷按GB/T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》进行了安全评定。研究结果表明:堆焊层裂纹发生在焊缝区域,裂纹为沿奥氏体晶界分布的网状裂纹;裂纹间隙中的腐蚀产物中含有大量的氧元素和硫元素;结合变换炉的结构、停车碱洗措施和检验历史等因素,确定了裂纹为敏化态的堆焊层金属在连多硫酸和拉应力的共同作用下发生了开裂;埋藏缺陷的评定点位于失效评定曲线(FAC)的下方,即在不考虑缺陷扩展的情况下变换炉是安全的;如果埋藏缺陷发生了扩展,当埋藏缺陷的高度扩展为17 mm,长度扩展为440 mm,埋藏缺陷达到临界尺寸。     

球罐埋藏缺陷的分析与评定

通过对广石化乙烯厂S3101A(乙烯球罐)埋藏缺陷的分析与评定,提出了对该类缺陷的处理建议,同时介绍了安全判别曲线图在缺陷评定中的应用。     

X80M钢级长输管道环焊缝裂纹成因及适用性分析

为研究某项目X80M钢级长输管道环焊缝裂纹成因及服役适用性,采用无损检测、水压物理模拟试验分析了含裂纹缺陷管道强度和裂纹扩展状况。通过裂纹解剖及金相分析确定了裂纹成因,采用含缺陷油气管道剩余强度评价方法对裂纹缺陷进行了评价。结果表明：水压物理模拟试验前后环焊缝裂纹尺寸无明显扩展,位置无变化,缺陷类型为环焊缝环向裂纹缺陷,裂纹成因为熔铜开裂,该类型裂纹缺陷均可接受,含该类型缺陷管道服役适用性良好。该研究结果对分析类似管道环焊缝裂纹成因及管道服役适用性具有一定参考价值。     

含缺陷海底管线安全评定系统研究

针对海底管线可能存在的缺陷类型,考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和力学强度等参数,基于权威评定规范,应用面向对象的编程语言VB开发了含缺陷海底管线安全评定系统分析软件。介绍了该系统的基本模块及功能特点。应用该系统对胜利埕岛油田某海底管线的2个检测缺陷进行了评定分析。结果表明,评定系统能够进行海底管线各类缺陷的安全分析计算,并将结果绘成失效评定图,给出可视化评定结论,为海底管线安全评定及管理提供了科学方法。     

Nb-Cr X80管线钢管焊接接头可靠性分析

在力学性能测试的基础上,应用英国标准协会BS 7910-2005标准对两种不同焊接工艺下的Nb-Cr X80管线钢焊接接头含裂纹型缺陷的失效评定进行了研究。结果表明,同一焊缝二级评定中,由于2B级评定相对于2A级采用了真应力一真应变数据,因而更能反映所评定材料的抗断裂性能。对于相同尺寸的表面裂纹和埋藏裂纹,表面裂纹的危险性要大于埋藏裂纹;对于埋藏裂纹,其在焊接接头中的位置影响评定结果,距离表面越近,其危险性越大。当环焊缝接头存在尺寸为3．2mm×1mm的裂纹时,各评定点均在评定曲线可接受范围内,表明焊接接头的结构是安全的。     

含缺陷球罐的安全评定

在数值模拟计算含缺陷球罐应力场的基础上,对含缺陷球罐在工作压力和超压两种工况下进行了断裂安全评定和强度校核。评定结果表明,含缺陷球罐在正常使用及超压工况下是安全的,同时对其继续使用提出了一些建议。     

含缺陷海洋焊接结构的安全评定

应用断裂力学方法对含缺陷的海洋结构进行了工程断裂评定(ECA),阐述了工程断裂评定方法、步骤,探讨了如何获得更高的评定精度,同时应用MSSA软件给出了海底管道焊接接头断裂和疲劳评定的缺陷容许尺寸,并绘出相应的曲线。     

含表面裂纹X80管道的失效控制参量及计算

采用有限元(FEA)方法对高屈强比X80管线管在含表面裂纹情况下的服役行为进行了模拟分析。计算结果表明,表面轴向裂纹的存在使得钢管环向变形急剧增加,且裂纹尺寸越大,影响效果越明显。材料的失效取决于环向变形与裂纹尖端J积分两个影响参量的竞争关系,通过绘制该两个影响参量之间的竞争图谱可以把服役过程分为三个区域,分别是安全区域、J积分控制失效区域和环向变形控制失效区域。该失效图谱对于深入理解X80管线管在实际服役下的失效行为及其控制参量将具有借鉴作用。     

X80管线钢焊缝横向冷裂纹G-BOP试验研究

为了确定X80管线钢焊缝横向冷裂纹敏感性影响因素,选用焊缝横向冷裂纹G-BOP（gapped bead-on-plate）试验方法,利用有限元分析计算平板焊缝应力集中部位,在模拟极端的环境温度、湿度以及预热温度的情况下,观察实际平板对接焊缝表面裂纹情况。试验结果显示,X80管线钢横向裂纹对环境湿度、温度以及预热温度不敏感。研究表明,利用这种简便、经济、实用的小型试验方法研究焊缝横向冷裂纹敏感性,对指导实际生产将起重要作用,并可为X80管线钢管环焊工艺的制定提供指导。     

基于应变设计的X80螺旋埋弧焊管

研究了应用于北极地区的某管线X80螺旋埋弧焊管,对其母材、焊接热影响区的强度和韧性、环焊缝的韧性、环焊缝和管体纵向之间的过匹配进行了分析。研究结果表明,X80螺旋焊管能够满足北极地区基于应变设计的苛刻要求。另外,焊接工艺的选择对焊接热影响区韧性有显著的影响,修改焊接工艺可以改进焊缝性能,管体横向和纵向强度之间适当的平衡可以实现环焊缝与管体的过匹配。     

一种X80管线钢焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值的研究

采用疲劳试验、显微分析方法和力学性能分析等手段,对焊接热输入为20 kJ/cm的一种X80管线钢焊接接头在不同应力比条件下的疲劳裂纹门槛值进行了研究。研究结果表明,随着应力比的增加,疲劳裂纹扩展速率da/dN增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐降低的趋势。在热输入为20 kJ/cm时,焊缝的组织以针状铁素体为主,含少量多边形铁素体,有很好的韧性。     

0.8设计系数用X80管线钢失效评估曲线研究

为了研究西气东输三线用0.8设计系数X80管线钢断裂性能,通过单轴拉伸和断裂韧性试验建立失效评估曲线和拟合方程,对3种不同屈强比的0.8设计系数X80管线钢管进行了失效评估。结果表明:与常用X80管材的失效评估曲线不同,选择3曲线并不是最保守曲线;高、低屈强比钢管的评估曲线在载荷比大于某一临界值时发生分离,高屈强比钢管的评估曲线在低屈强比钢管的评估曲线之下;屈强比大于0.9时,安全应用范围迅速减小。     

X80管线钢凹坑-划痕缺陷的磁记忆检测研究

为了研究不同机械损伤类型的力磁耦合特性,设计了带凹坑和划痕缺陷的X80管线钢试样,通过静载拉伸试验,对比分析两种缺陷在不同载荷作用下的磁记忆信号特征。结果表明:凹坑缺陷处切向磁场强度出现峰值,梯度值过零点,磁记忆信号的畸变程度随载荷的增加而降低;划痕缺陷在初始状态未表现出磁信号异常,但随载荷的增加,其切向磁场分量的应力集中特征渐趋明显;两种缺陷处,切向磁场梯度的峰谷值差与试样的损伤程度存在近线性关系,但变化趋势相反,这一特征可为X80管线钢机械损伤程度的定量评估提供参考依据。     

感应加热弯管用X80钢的组织性能研究

对鞍钢生产的X80感应加热弯管用钢的化学成分与力学性能进行了分析,采用高C成分设计,经典型的两阶段工艺轧制后,材料性能完全达到了标准要求;对其冲击断口形貌、显微组织、析出相及位错等进行了详细的研究。结果表明,采用高C成分设计的X80弯管用钢轧后可以得到以针状铁素体和粒状贝氏体为主的复合组织,析出相晶粒细小弥散,基体中具有高密度位错,性能完全满足标准要求。     

管道工程用厚壁大口径X80热挤压三通性能试验研究

在油气输送管道工程中,为了满足输送介质分流和变向,需要大量的高强度、高韧性三通等管道结构件。使用热挤压成型方式,并优化各项热处理工艺参数,试制了X80热挤压三通,并对其力学性能和微观组织进行了试验和分析。试验结果表明,试制的三通拉伸性能达到X80级钢管性能,低温冲击韧性性能优良。     

X80管线钢焊接性能试验研究

焊接性能是衡量管线钢性能的一项重要指标。针对武钢新近开发的高性能X80管线钢进行了焊接性能研究。在常温及100℃内预热进行焊接热影响区最高硬度试验及小铁研试验,结果表明,X80钢淬硬倾向小,裂纹敏感性低;采用武钢开发的焊接材料进行焊接,气保焊及埋弧焊焊接接头具有优良的力学性能,显示出X80钢及所用焊接材料优良的焊接性能。