海洋平台用钢D36超大厚度焊接接头CTOD试验

依据英国标准BS7448断裂韧度试验标准(ISO/TC164/SC4-N400)和DNV-OS-C401,采用埋弧焊和CO2气体保护焊工艺对国产钢板板厚为80 mm的海洋石油平台导管架对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移(CTOD)试验.测试了零度下该工艺的焊缝和热影响区的CTOD断裂韧度,探讨了这种大厚板焊接接头在埋弧焊和CO2气体保护焊工艺下免除焊后热处理的可能性,为海洋平台施工建造提供科学依据.     

海洋钢结构大尺寸焊接接头CTOD断裂韧性试验与分析

依据英国BS7448断裂韧性试验标准,研究了超大板厚碳钢焊接接头的低温断裂韧性(裂纹尖端张开位移(CTOD)) .针对厚为95 mm和60 mm的钢板分别开发了埋弧焊(SAW)和药芯保护焊(FCAW)2种焊接工艺,并研究了低温服役条件下(0℃)2种焊接工艺焊接接头各区(包括焊缝区和热影响区)的断裂韧性. 研究结果表明,所有试样均满足最小特征CTOD值0.15 mm的要求.本研究结果可为厚95 mm的D36钢板埋弧焊和厚60 mm的D36钢板药芯保护焊焊接接头免除焊后热处理提供依据.     

X65管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )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 0℃下母材、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讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。     

TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究

在TCS不锈钢前期焊接试验中发现其焊接接头热影响区的冲击吸收功值在熔合线附近较低,原因是接头热影响区晶粒粗大所致.为了解TCS不锈钢焊接接头发生脆性裂纹的温度,进行了TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究,试验结果得出了发生脆性裂纹的温度.从试验结果和使用情况得出相应的结论,为今后的进一步研究奠定了基础.     

高强结构钢材Q460C焊接接头的断裂韧性试验

对14 mm厚的焊接Q460C高强度结构钢材焊缝区及其热影响区进行不同低温下的三点弯断裂韧性的试验研究,以便获得其焊缝区及其热影响区的断裂韧性指标δm值,同时利用Boltzmann函数对结果进行了拟合分析,得到其韧脆转变温度及其随温度变化的规律,并对试件断口进行扫描电镜分析.结果表明,低温对Q460C结构钢的焊缝区和热影响区断裂韧性有明显的影响,随温度的降低,其断裂韧性也随之呈下降趋势;Q460C焊缝区韧脆转变温度约为-53.6℃,热影响区的约为-40.3℃;在温度低于-20℃时,Q460C焊缝区及热影响区的断口形貌已表现出明显的脆性特征.     

基于BP人工神经网络的高强度管线钢焊接接头性能参数CTOD预测系统

针对实际中高强度管线钢焊接工艺参数的选择主要依据试验和经验的局限性,使用VC 6.0建立了预测高强度管线钢焊接接头性能参数裂纹尖端张开位移(CTOD)的BP神经网络模型.该模型输入层节点数为4,1个隐层,节点数为14,激活函数为Sigmoid型.根据试验数据提取平均热输入、壁厚、预热温度和接头区域作为预测模型的输入量,预测结果的平均绝对误差为0.154,预测值误差在±20%以内的样本数占总样本数的93.3%.结果表明,人工神经网络方法是预测管线钢焊接接头性能参数CTOD的一种有效途径,可为管线钢焊接过程中主要工艺参数的选择和优化提供有效的手段.     

钻井平台焊接接头低温CTOD韧度试验

对某钻井平台用钢的2批同一焊接工艺不同工艺参数的焊接接头进行了低温CTOD韧度试验。试验结果表明:2批焊接接头的韧度都不满足标准BS7448Part2和Offshore Standard DNV-OS-C401的要求,但2批焊接接头的韧度又有所不同。针对这种情况,分别对,批焊接接头进行了金相试验,并分析了这2批焊接接头韧度存在差异的原因。得到如下结论:对于本文所论述的焊接工艺,适当减小焊接热输入可以提高焊缝中心的韧度,但对熔合线处的韧度并无明显影响。     

海洋平台大厚度焊接接头断裂韧度

依据BS7448断裂韧度试验标准(ISO／TC164／SC4-N400)，对采用埋弧焊(SAW)工艺施焊的、板厚为54mm的海洋石油平台大厚度对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移(CTOD)试验。分别测试了-15℃下单丝和双丝埋弧焊工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD值。试验表明，除双丝埋弧焊热影响区试件外，其余试件均满足挪威船级社DNV规定的最小特征CTOD为0．15mm的要求，为指导海洋平台的施工建造提供了科学依据。     

EH36钢埋弧焊接头CTOD试验中的突跃效应及评价

根据BS 74 4 8试验标准 ,在对海洋石油平台用钢EH36单、双丝埋弧焊接头的焊缝和热影响区 (HAZ)进行低温下 (- 15℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)测试时 ,多个试样出现了”突跃”(F -V曲线上瞬间载荷下降、位移增加变慢 ) ,亦称”POP -IN”现象。针对这一问题 ,依据BS 74 4 8-Ⅰ中的有关评定标准 ,对存在POP -IN现象的试样进行了F-V曲线上载荷 -位移变化的测量、计算 ,并在光学显微镜 (× 10 0 0 )下观察了断裂面上脆性起裂点处的微观组织 ,从而合理取舍了焊接接头这一非均质结构中出现的POP -IN效应。     

钢箱梁焊接接头的断裂韧度评定

采用冲击试验评定钢箱梁焊接工艺存在局限性,指出用裂纹尖端张开位移(CTOD)试验评定钢箱梁焊接工艺的优越性.介绍了焊接工艺CTOD断裂韧度评定的方法.针对港深西部通道香港段后海湾大桥钢箱梁焊接建造,运用英国标准BS7448对两项拟用焊接工艺进行CTOD试验评定.结果表明,埋弧自动焊工艺焊接接头的CTOD断裂韧度较高,该工艺可以直接用于钢箱梁焊接施工;而焊条电弧焊工艺焊接接头的CTOD断裂韧度较低,经扫描电子显微镜断口分析和X射线分析,发现其原因是焊缝中心存在气泡、微裂纹、夹杂物和硫等有害元素.试验评定结果为港深西部通道香港段后海湾大桥钢箱梁焊接质量控制提供了依据.     

探究预制疲劳裂纹载荷对DH36药芯焊丝CO_2气保焊接头CTOD值的影响

依据BS7448标准对DH36药芯焊丝气保焊接头进行了裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验,通过对接头进行组织、断口分析,同时对预制疲劳裂纹过程进行有限元模拟分析,研究不同预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD值的影响.结果表明,预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD试验结果影响很大.当预制疲劳裂纹最大载荷远小于BS7448标准规定的最大值时,试验过程易出现突跃,即pop-in现象,从而得到较小的CTOD值;反之,当预制疲劳裂纹最大载荷接近或超过BS7448标准规定的最大值时,pop-in现象减弱、延迟或者消失,得到较大的CTOD值.故而为了保证试验结果的可靠性,标准中应对预制疲劳裂纹载荷敏感的接头更严格的规定其最大值.     

焊缝CTOD试验中的Pop-in效应及产生原因

依据BS7448标准对海洋平台结构埋弧焊焊缝进行了CTOD测试,并评定试验中出现的Pop-in效应,计算CTOD的有效值.结果表明,当出现Pop-in效应时,断裂韧度CTOD的有效值δPop比忽略Pop-in效应的CTOD值下降几倍到十几倍.研究发现Pop-in效应的产生是由于裂纹尖端出现局部脆化现象,如裂纹尖端局部出现夹渣缺陷、组织中出现沿晶网状析出物等;多层多道焊时其中一道焊缝出现粗大的侧板条铁素体和贝氏体,裂纹尖端恰好落在粗大脆性组织处且裂纹扩展方向与脆性组织生长方向一致时,易导致局部脆化产生Pop-in效应.     

动载下焊接接头断裂行为预测

焊接结构在动载下使用时,为保证安全使用,常常要求其接头具有足够断裂韧性值,但由于动载断裂韧度测试复杂且成本高,因此研究者试图使用静载下的试验结果对动载下断裂行为进行预测和评定。有鉴于此,本文测试了在不同加载速率下,典型建筑用钢焊接接头的断裂韧度值。在准确把握材料在动载荷下本构关系的基础上,通过局部法,实现了由静载断裂韧度值对动载下接头断裂行为的成功预测。表明基于威布尔应力的局部法可有效地评定接头在高加载速率下的断裂行为。     

锅炉蛇形管摩擦焊接头残余寿命计算模型

以可靠性理论为基础,制定了电站锅炉蛇形管焊接接头的加速寿命试验规范。通过对大量新制的15CrMo摩擦焊接头的高温内压爆破持久试验。证明了试验规范的正确性和各组合应力水平的失效机理的一致性。在此规范的基础上,对已运行过132kh的12CrMoV摩擦焊接头,建立了带有可靠度指标的残余寿命数学模型,计算结果表明摩擦焊接头,在设计寿命期内是完全可靠的,摩擦焊这种焊接工艺是质量是稳定可靠的。文中提出的试验方法和数学模型对高温承压部件的残余寿命的预测和确定那些短期服役管道或接头的更换时间方面具有实际意义。