钢管止裂实物爆破试验

通过三组不同规格Ｔ／Ｓ５２Ｋ钢管的实物静水压爆破试验,探讨了钢管裂纹的扩展行为。试验结果表明：用夏比冲击韧性能很好地判断管道的止裂能力;螺旋焊管复杂的 受力状态是导致裂纹扩展一定距离后发生偏转的主要原因之一。     

X120管线钢管爆破试验与有限元分析

研究开发了一种新型的具有规定827MPa（120ksi）最小屈服强度的高强度钢,并应用于管线钢管。由于现有的规格最初并非用于X120,并且这种强度的钢管之前没有实际应用,因此为了研究X120钢管的爆破容量从而正确评估此钢管的结构性能,进行了一系列的全尺寸试验和有限结构分析。结果表明,X120钢管管体和焊缝的强度能够满足爆破性能的需要。     

X100管线钢管的技术要求及研究开发

结合X100管线钢管开发研究成果,对X100管线钢管开发研究中普遍关注的断裂控制、高屈强比、各向异性、缺陷容限和韧脆转变行为等主要问题进行了分析讨论。研究结果表明,用DWTT试验和Battelle总结的85%SA对应温度经验方法能准确预测X100钢管的韧脆转变温度和断裂行为;目前只有全尺寸实物爆破试验法是适用于X100管线裂纹止裂行为预测的可靠方法。因此,X100管线钢管的应用还需根据具体管线服役工况,在API SPEC 5L标准基础上,补充屈强比、止裂韧性及DWTT等关键技术指标的要求,以保证X100管线的服役安全。     

X100高压输送管线裂纹止裂预测探讨

参考目前X100高钢级管线全尺寸气体爆破试验结果,讨论了管线钢材料流变应力、DWTT能量对管道止裂行为的影响,研究分析了现有裂纹止裂预测模型对X100高钢级管线预测的局限性.提出了M参量(M=CV NV2/yS)的预测方法.分析结果表明,用参量M可以很好地预测管线裂纹扩展和止裂.结合材料流变应力、DWTT能量和参量M可以为实际管道工程用钢管的关键力学性能指标的确定提供支持.     

西气东输管道延性断裂的止裂控制

正确合理地确定管材止裂韧性数值，是西气东输管道设计中的重大关键问题之一。为保证设计安全，管道的止裂设计必须建立在全尺寸止裂爆破试验的基础上，即用全尺寸止裂爆破试验来验证用模型预测并经公式修正的止裂韧性预测值。本文介绍了加拿大建设Alliance输气管道时进行的全尺寸止裂爆破试验，实验结果表明，实际止裂韧性值与用美国Battelle研究所的TCM双曲线模型和Leis修正方法计算出的预测值相吻合，我国西气东输管道的设计参数没有超出国际上经过全尺寸爆破实验验证的输气管道的数据范围，故建议采用CTM双曲线预测模型预测西气东输管道所需要的止裂韧性值，当计算出的止裂韧性数值大于94J时，采用大于1.0的Leis修正系数进行修正，文中还讨论了CVN试样断口分离现象对止裂性能的影响，控制止裂韧性应采用的试验方法与设备以及现场采用空气试压时应注意的问题。     

天然气输送管线的止裂机理研究

对天然气输送管道裂纹的受力情况及裂纹的止裂机理进行了较为详细的分析,结果表明：管道轴向裂纹动态扩展的止裂性能与管材抵抗轴向裂纹扩展的能力有关,但在天然气传输管道中,减压速度低,管道阻止轴向裂纹扩展的韧性对动态裂纹的止裂并不起决定的作用,其止裂的关键是裂纹动态扩展过程中产生偏向环向的Ⅰ-Ⅲ型裂纹扩展.增大轴向裂纹扩展阻力和降低管材环向裂纹扩展阻力均可提高天然气输送管道的止裂性能.因此,在高压长输管线的止裂问题中应充分考虑管材的各向异性对裂纹止裂的有利影响,以降低管线的造价.     

新型止裂试验方法研究

在对已有典型止裂试验进行分析的基础上，总结出止裂试验的设计思想。并由此提出以落锤试样静载弯曲试验做为一种新和简易裂试验方法，实验结果表明所提方案是可行的。     

管线钢管的止裂预测

针对过去十年中管道韧性断裂的止裂预测与全尺寸试验结果不相符,致使标准预测工具对现代管道设计的适用性出现的问题。SZMF公司开发出了新的止裂预测方法。基于能量的判断应考虑到材料韧性的止裂压力预测。在有限元模型的数值方法中,代表材料抗力的基于能量的内聚区模型包含了材料损失,材料的力学性能特征值根据预制疲劳裂纹试样的落锤撕裂试验(DWTT)来确定。     

X120管线钢管的开发及其力学性能

为了开发更远地区的油气资源,研发了X120级UOE管线钢管.X120级UOE管线钢采用低Pcm的低C-Mn-Ni-Mo-Nb-V-B设计,其细小的奥氏体/马氏体和下贝氏体组织,具有优越的强韧性匹配;低Pcm值使该X120级UOE钢管焊缝热影响区具有良好的止裂性能.通过全尺寸静水压爆破试验对X120管线管的变形行为进行了...     

玻璃钢复合钢管的制备及静水压爆破性能研究

为了探索玻璃钢复合钢管用于油气输送领域的可行性,对玻璃钢复合钢管的制备和静水压爆破性能进行了研究,包括玻璃钢复合层材料的选择、玻璃钢管复合钢管的制造以及玻璃钢复合钢管的水压爆破试验,并与普通输送钢管的水压爆破性能和生产成本进行了对比。结果显示,玻璃钢复合钢管相对于同钢级普通钢管的爆破压力值提高了约50%,复合管在水压爆破过程中没有明显的屈服过程,外径膨胀率仅为1.06%-1.20%。研究表明,玻璃钢复合层较大地提升了管体强度,具有较为明显的止裂能力,且具有较高的产品性价比。     

轴向穿透裂纹管道套管止裂性能分析

管道缺陷严重影响着管道的安全使用,而缺陷管道修复中最常见的方法是套管修复。对轴向穿透裂纹管道裂纹区域内套管止裂方法进行了分析,利用有限元分析方法,通过止裂系数f衡量套管的止裂效果,并对其影响因素进行了研究。结果表明,f与管道壁厚δ、裂纹半长a、套管位置Lx、套管壁厚sδ及套管长度Ls有关,与裂纹管道的管径Do无关。同时给出了不同形式下套管修复裂纹管道的推荐参数以及止裂系数f的拟合公式。     

管道环焊缝冷裂纹试验方法研究

国内外常用评定冷裂纹敏感性的试验方法有20多种,选择其中的斜Y形坡口试验、刚性拘束裂纹试验(RRC试验)和里海试验进行分析对比。通过对这3种冷裂试验方法拘束度的有限元计算以及管道对接环焊缝拘束度的模拟计算,得出以下结论:1同种材料、同样焊接工艺条件下,斜Y形坡口试验和平板对接试验焊缝拘束度远大于管道对接环焊缝的拘束度;2里海试验拘束度的大小与开槽的长度有关,槽越深,拘束度越小;同种材料、同样焊接工艺条件下,通过改变里海试样开槽长度可以模拟实际管道的拘束情况。     

高钢级输气管道裂纹延性扩展及止裂模拟技术研究

为了有助于我国高钢级管道止裂设计研究,使我国天然气管道运行更加安全,综合分析了气体载荷模拟方法和断裂处理方法,以及金属裂纹延性扩展与止裂预测之间的关系。以X90管线钢管为研究对象,基于ABAQUS软件,从天然气状态方程建立入手,研究建立全耦合的管道裂纹动态扩展及止裂数值模拟技术。将金属断裂准则应用于有限元计算中,通过流体、固体、断裂全耦合计算得到输气管道裂纹扩展时的裂纹扩展速度和气体减压波速度,对比两种速度判断裂纹是否可以止裂。     

X90螺旋埋弧焊管焊缝横向裂纹分析

为了提高X90螺旋埋弧焊管的焊缝质量,推动其工程服役的快速发展,对X90螺旋埋弧焊管的焊接接头以及焊缝横向裂纹进行了金相分析,并对横向裂纹的产生原因进行了分析与讨论。焊缝横向裂纹显微形貌和能谱检验结果表明,在焊接工艺不稳定情况下,制管工序中焊缝承受的多种拉应力叠加后作用于焊缝内残留焊剂部位,导致该部位的拉应力超越材料强度极限引发裂纹萌生和扩展;横向裂纹在纵向截面上起源于焊缝中的残留焊剂,由内焊缝向外焊缝扩展,而其在水平截面上由焊缝向母材扩展;随着远离起裂源点,裂纹断口形貌呈现由准解离断裂向解离断口渐变,整体表现出脆性断裂特征。     

API X70和X80管线钢管屈服强度的双循环模拟试验分析和估算

为了准确估算API X70和X80管线钢管的屈服强度,分别对API X70和X80管线钢板和钢管进行了制管和压平过程的双循环模拟试验,并将包申格应力参数和Swift方程相结合来估算钢管的屈服强度。试验和估算结果表明,包申格应力参数和Swift方程相结合的估算方法中已经包含了显微组织和制管过程的影响因子,因而能较为准确地估算钢管的屈服强度。因拉压强度差效应较小且和反向流动曲线可用一条曲线表示,因此利用展平钢板的拉伸/压缩性能可有效估算制管前后屈服强度的变化,该估算方法对控制显微组织和制造工艺参数进而控制管线钢板的屈服强度有着重要的作用。     

X100/X120管线钢的研发和生产

详细介绍了采用高强度管线钢进行天然气传输的经济效益以及高强度管线钢的研究现状,从高强度大直径管线钢的试验和生产实际出发,对材料性能及部分服役行为进行了描述。     

API X52焊管管母及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率

对两种X52管线钢管母及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率进行了测试，发现两种焊管管母虽有50MPa以上强度差，但几乎有相同的疲劳裂纹扩展速率。而且，两种焊管焊缝及热影响区的疲劳裂纹扩展速率均低于管母，但在排除焊接残余应力导致的裂纹闭合效应后，两种焊管焊接接头的疲劳裂纹扩展速率均与管母相当。