海底油气管道焊接接头的安全评定

采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP(Structural Integrity Assessment Procedure)，针对APISLX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹和埋藏裂纹进行安全评定。评定是在给定裂纹尺寸和载荷条件下，应用有限元分析，根据CTDD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行的。同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果，建立了X65管线钢焊接接头的一级、三级评定曲线。评定结果表明，不论是采用一级或是三级评定，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。将SINTAP安全评定方法应用于管道结构，为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定了基础。     

海底管道高匹配焊接接头的安全评定

在给定裂纹尺寸和载荷条件以及材料的力学性能的情况下,根据欧洲共同体提出的结构完整性评定方法(SINTAP),针对高匹配API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行安全评定,用极限载荷法和GTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行评定.同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果,建立高匹配X65管线钢焊接接头的二级评定曲线.评定结果表明,在采用二级评定时,评定点在评定曲线范围内,说明该结构是安全的.将SINTAP安全评定方法应用于高匹配焊接管道结构,将为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定基础.     

焊缝非匹配海管表面缺陷的安全评定

采用欧洲共同体提出的工业结构完整性评定方法（SINTAP），对给定裂纹尺寸和载荷条件下的EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定：由拉伸试验得到的焊缝和母材的屈服强度比值大于10％，确定此次评定适用于SINTAP第二级评定，并给出二级评定图，计算结果表明，在裂纹深度α=2.2mm，在极限裂纹长度范围内变化的裂纹，其对应的评定点均落在评定曲线定义的范围内。这说明含有该范围内裂纹的缺陷是可以验收的。比较评定结果发现，裂纹深度方向上的变化较长度方向上的变化对评定结果产生的影响更明显。     

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。     

10CrNi3MoV钢不同焊缝韧度的低匹配接头安全评定

基于欧洲工业结构完整性评定方法（SINTAP）提供的失效评定图FAD分析手段,针对不同焊缝韧度值条件下的10CrNi3MoV高强度船体钢低强匹配接头,建立了二级失效评定曲线.根据母材与焊缝的拉伸试验及CTOD试验结果,对比分析了同为低强匹配、接头韧度不同的2组接头安全评定结果.结果表明,选定评定级别之后,2组接头对应的FAD图形状变化很小;接头韧度值的大小对接头抵抗塑性失稳的性能影响微弱,但是显著影响接头抗脆断能力;同为低强匹配接头,焊缝韧度越高,评定点落于FAD图失效评定曲线内部的几率越大,接头安全性越好.     

含表面裂纹Q345C钢焊接接头超低温安全评定

依据国家标准GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》,对含表面缺陷压力容器用钢Q345C焊接接头进行评定,评定中采用简化评定方法。评定结果得出含表面缺陷Q345C钢焊接接头在超低温-45℃环境下是允许存在的,同时根据标准及试验数据计算得出焊接接头的容许等效裂纹尺寸。     

焊接接头热影响区裂纹启裂行为的探讨

针对结构完整性评定中焊接接头难以评估问题,文中通过非匹配焊接接头“三材料”结构模型,建立热影响区中心裂纹启裂临界应力的失效评定图预测方法. 基于有限元ABAQUS软件分析,研究焊接接头热影响区裂纹启裂. 结果表明,高匹配焊缝促进热影响区裂纹启裂,软化的热影响区促进热影响区裂纹启裂,低匹配焊接接头,热影响区软化时,增加热影响区宽度促进热影响区裂纹启裂;热影响区硬化时,减小热影响区宽度促进热影响区裂纹启裂. 高匹配焊接接头,热影响区无论软化、硬化,增加热影响区宽度均促进热影响区裂纹启裂.     

低匹配接头法在高强钢转轮焊接上的应用

详细地介绍了低匹配接头法及０Ｃｒ１３Ｎｉ４ＭｏＲｅ马氏体不锈钢的性能与焊接特性，针对云南西洱河２．５万千瓦水轮发电机组０Ｃｒ１３Ｎｉ４ＭｏＲｅ高强钢转轮的设计要求，通过焊接试验与分析，指出采用低茶杯接头法是解决此转轮常温焊接的有效方法，并在该转轮的实际生产中应用成功，为高强度钢在大型水轮机转轮焊接生产上提供了一条简易可行、成本低的新路子。     

电子束焊接技术及其接头质量评定

介绍了电子束焊接加工技术的特征,总结了电子束焊接接头中存在的强度非匹配效应及其对断裂行为的影响。同时引入了与EBW相类似焊接的接头质量评定方法－宽板试验,提出了对电子束焊接质量评定的建议。     

焊接工艺对16MnR钢焊接接头低温安全性的影响

采用三种不同的焊接工艺对16MnR钢进行单面焊双面成型焊接,测试了焊接接头低温(-40℃)力学性能.在给定裂纹尺寸和载荷条件下,按照GB/T19624-2004<在用含缺陷压力容器安全评定>标准对含表面裂纹的16MnR钢接头进行安全评定.结果表明,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.根据标准计算得出不同工艺下接头的容许等效裂纹尺寸,焊缝区对裂纹的允许程度要好于热影响区,且采用A工艺焊接的接头的安全性相对最好.     

Fracture toughness and safety assessment of X65 offshore pipeline welded joints

0Introduction Weldedjointsaretheweaknesslocationinthewelded structureofoffshorepipeline.Duetothein servicecondi tionssuchaslowtemperatureandoceanwave,crackiniti ation,extensionandevencollapsearefrequentlyfoundin thejoints.Thematerialwithhightoughnessatl…     

海底管道安全性评定方法的分析

在给定裂纹尺寸、载荷条件以及材料的力学性能下,根据欧共体提出结构完整性评定方法SINTAP(structural integrity assessment procedure)和英国标准BS7910两种方法,针对API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行安全评定,用极限载荷法和CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行评定.同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果,建立X65管线钢焊接接头的0级以及1级(BS7910的1级和2级)评定曲线.结果表明,无论采用SINTAP还是BS7910方法,评定点均在评定曲线范围内,说明该结构是安全的,并且两种方法评定结果十分接近.将两种方法进行分析将有助于海底管道安全评定的选择,为选择评定方法的多样性奠定基础.     

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.     

含环向穿透裂纹海底油气管道的安全评估

采用BS7910评定方法对给定载荷条件下的管道焊接接头焊趾处的穿透裂纹进行评定,探讨了穿透裂纹尺寸变化对焊接接头安全评定的影响.通过一种含环向穿透裂纹管道在纯弯曲载荷下的LBB.ENG2 J积分估算方法,采用Matlab编程计算含环向穿透裂纹管道的J积分值.计算结果表明,穿透裂纹半角不大于π/6时,其对应的评定点均落在BS7910的3C级评定曲线定义的范围内,这说明含有该范围内裂纹的缺陷是可以验收的,从而验证了含环向穿透裂纹管道的LBB.ENG2 J估算方法适于在工程实际中推广应用.     

Defect assessment of welded specimen considering weld induced residual stresses using SINTAP procedure and FEA

The defect assessment in butt-welded joint of ASTM A36 steel plates and 7075-T7351 aluminum alloy plates containing transverse through thickness crack was analyzed using SINTAP procedure and FEA incorporating weld induced residual stresses. Weld induced longitudinal residual stress profile can be obtained through SINTAP procedure, FEA or experimental analysis. This residual stress profile can be fitted with the trapezoidal residual stress profile available in SINTAP. For three different cases, crack length and residual stress intensity factor (SIF) are calculated and its comparison with the results obtained through FEA is plotted with respect to crack length. The stress intensity factor for mechanical loading is also plotted in the same graph. Using this graphical plot, the total SIF, including residual stress and mechanical loading, can be calculated for any particular crack size. The total SIF can be compared with the fracture toughness of the material for damage tolerance analysis. Also a failure assessment diagram is drawn for welded 7075-T7351 aluminum alloy plates with different crack sizes for as-welded (only residual stress) and mechanical loading along with the existing weld induced residual stresses to show the safety level for a particular crack size and mechanical loading.     

压力钢管表面凹坑缺陷的安全评定

基于有限元分析结果,采用国家标准GB/T19624<在用含缺陷压力容器安全评定>,对含表面凹坑缺陷的压力钢管进行了安全评定.根据凹坑缺陷不同的分布状况,分别采用了不同的方法进行评定.当相邻两凹坑缺陷边缘间的最小距离在20 mm范围内时,应采用常规评定的方法.结果表明,其对应的评定点落在评定曲线定义的安全范围内.这表明所评定的缺陷是可以接受的.当相邻两凹坑缺陷边缘间的最小距离大于20 mm时,可采用凹坑评定的方法.两种方法评定结果均表明,压力钢管壁上的表面凹坑缺陷是可以接受的.