在役管道超声检测系统的现状及发展趋势

介绍当今国外地下管道智能在役检测系统的发展状况、水平与发展趋势。有的系统已达到声、光、电综合的高技术产品水平。机体外径范围为φ１５９￣１５０４ｍｍ，整机可在管内水平和竖直行走。国内在该领域的研究现状。     

焊接顺序对管道在役焊接温度和应力场的影响

采用三维弹塑性有限元方法对比分析了不同的焊接顺序对天然气管道在役焊接修复过程中的温度场和残余应力场的影响。结果表明,受修复套筒的影响,在第1和第2道焊缝焊接过程中,堆焊工艺的峰值温度、冷却时间和熔池截面尺寸显著大于角焊工艺,而第3道焊的温度场特征基本相同。随着圆周角的增加,沿圆周路径的轴向残余应力逐渐减小,环向残余应力逐渐增大,角焊工艺的残余应力略大于堆焊工艺。两种焊接工艺沿轴向路径的焊接残余应力在焊缝位置迅速由残余压应力转变为残余拉应力。     

考虑焊接顺序的在役管道焊接温度与应力场关系分析

为准确分析在役管道焊接温度与应力场的关系,采用有限元方法设计了一种在役管道焊接温度与应力场关系的分析方法.通过建立在役焊接数值模型,提出了边界条件,施加载荷并计算生热率和焊接温度场,最后分析不同温度与应力场的关系.     

管线钢在役焊接多道焊的数值模拟

管线钢在役焊接是在高压流动管线不停输的条件下进行焊接作业的，由于介质流动带压的特性，必然对焊接作业的安全性和焊后管道的使用性造成影响。采用SYSWELD焊接模拟软件对在役焊接进行数值模拟，考虑了材料热物理性能随温度变化和在役条件对散热的影响，获得了三维多道焊焊接接头的应力分布情况。结果表明：在役焊接接头残余应力分布规律与常规焊接基本保持一致，但数值上有所不同，计算结果对油气管线的在役焊接修复具有指导意义。     

管线在役焊接中烧穿问题的理论研究

从理论上分析了管线在役焊接的烧穿问题，计算了承受管内压力理论上所需要的最小壁厚，以及在焊接热循环的作用下，管道实际剩余壁厚。给出了在役焊接是否发生烧穿的判别公式，从而指导现场在役焊接，以及在役焊接施工工艺的制定。     

水冷法对管道对接接头残余应力分布的影响

本文研究了1Cr18Mi9Ti和20钢两种管道在空冷和水冷条件下多层对焊的残余应力分布规律。计算和实验结果表明，采用合适工艺的水冷法可有效调整上述两种管道的焊接残余应力分布，并可在管道内表面焊接接头区获得有助于提高管道应力腐蚀性能的双向压缩残余应力。     

管道壁缺陷超声波在役检测的量化分析研究

介绍了管道壁缺陷超声波在役检测原理和技术性能，指出超声波在役检测技术具有直接测量和量化的特点，特别适用于管道壁腐蚀减薄缺陷和其它减薄缺陷的在役检测，对管道壁厚度的检测精度高。介绍了管道壁缺陷的超声波在役检测方法，给出了四种典型的管道壁缺陷型式，指出建立并完善管道壁缺陷超声波在役检测的量化分析模型，对于提高检测精度具有十分重要的意义。在对四种典型管道壁缺陷型分析的基础上，通过对四次反射回波时间和相对幅值的分析识别，建立了管道壁缺陷超声波在役检测的量化分析模型，并给出了计算框图。最后，对四种典型管道壁缺陷型式进行了模拟试验分析。     

压力管道在役焊接修复的研究现状及前景

对管道进行在役焊接修复研究所面临的形势,分析了对管道进行在役焊接修复研究的必要性、紧迫性;介绍了在役焊接修复过程中存在的问题（烧穿和氢致裂纹）,修复方法,国内外研究现状,焊接方法及焊接材料.论述了管道工业及管道修复业未来的发展前景.     

小管道超声在役检测的聚焦超声场研究

引入扫描带重叠系数的概念,建立了多探头阵列式、多探头旋转式和单探头旋转反射镜式检测头的不漏检条件;深入 分析了小管道液浸超声检测时的聚焦超声场,建立了相应的数学模型;在此基础上,提出了检测头型式及聚焦探头参数的选 择原则;建立了小管道液浸超声检测的室内测试系统。试验表明,在适当的采样率和系统增益的情况下,单探头反射镜式检测 头可用于小管道的超声在役检测。     

在役带包覆层管道数字射线检测的应用研究

带包覆层管广泛应用于工业领域,传统的无损检测技术针对在役带包覆层管道检测往往需要拆卸大量保温层,并且需要强制令业主停车进行检测作业。传统管道的检测模式不仅检测效率低,且迫使业主耗费大量人力、物力和财力。近年新兴的一系列无损检测新技术针对在役带包覆层管道检测的优势不一,数字射线检测可以较好地满足在役带包覆层管道的完整性检测。文中介绍了数字射线检测的基本原理,仪器参数配置,分析讨论了现场实际检测案例,证实采用数字射线检测可有效解决在役包覆层管道质量检测,是一种值得深入研究及推广的无损检测新技术。     

焊缝匹配对力学性能影响的综合研究

对几种钢在静载、动载和疲劳载荷条件下的焊缝强度匹配分别进行了研究,并对有关接头进行了残余应力的测试。得出的结论是恰当地提高焊缝金属强度无论是对抗开裂性能还是止裂性能均是有利的;采用同种焊条LB52NS施焊A131和A537所构成的两种接头其强度匹配系数的差别对ΔK (th)无影响,对da/dN无论是在常规疲劳还是海水腐蚀疲劳也均无显著影响;强度匹配系数较高A131接头焊缝残余应力略低于强度匹配系数较低的A537接头焊缝的残余应力。     

焊接残余应力对超声波冲击处理焊接接头疲劳性能的影响

采用含高值焊接残余应力的非承载纵向角接接头进行了Q235B钢焊态与超声波冲击态的疲劳对比试验,研究了焊接残余应力对超声冲击处理焊接接接头疲劳性能的影响规律。结果表明:焊接残余应力对超声波冲击处理后焊接接头疲劳性能的影响较小。使用不含高值焊接残余应力的小试件来评估超声波冲击处理对相同接头形式及板厚的大型焊接结构疲劳性能的改善程度可能是偏于安全的。     

对超声波冲击技术改善焊接接头疲劳性能的探究

超声波冲击技术是一种改善焊接接头残余应力的新方法,可以将焊缝及其焊趾区的残余拉应力转变为有利于提高疲劳性能的残余压应力,改善焊接接头的应力场分布,从而有效改善焊接接头的疲劳性能。     

超声冲击处理对S355钢表层组织及力学性能的影响

通过超声冲击处理技术对S355钢表面进行处理,分析不同处理时间对材料显微组织、表层残余应力及拉伸性能的影响规律。结果表明,超声冲击处理能够有效地消减S355钢的残余拉应力,引入残余压应力,且引入的残余压应力随着超声冲击时间的增加而增加,在冲击时间达到10 min时,x轴、y轴的残余应力消除值分别为194.81、200.46 MPa。此外,超声冲击处理能够提升材料的抗拉强度和屈服强度,在冲击时间为10 min时,抗拉强度和屈服强度分别增加了16、13 MPa。经超声冲击处理后,试样表层晶粒得到了细化,且观察到明显的加工硬化层。超声冲击处理后材料内部位错密度增加、晶粒细化是导致残余拉应力转变为残余压应力和拉伸性能提升的本质原因。     

焊接残余应力对正交接管结构强度性能的影响

运用有限元方法对正交接管结构在常规焊接和在线焊接条件下的温度场和残余应力场进行了数值模拟。考虑残余应力,对结构在内压作用下的应力及载荷应变曲线进行了分析。结果表明,在研究该结构的强度性能时,常规焊接条件下可不考虑残余应力的影响,而在线焊接残余应力对强度性能有较大的影响。     

在役超高压反应管的疲劳强度及裂纹扩展寿命的研究

本文根据带内外壁人工缺口高压聚乙烯反应管的内压疲劳试验结果,分析了适用于厚壁管的应力强度因子表达式,研究了残余应力衰减对反应管疲劳裂纹扩展寿命的影响。研究结果表明:厚壁管的疲劳裂纹扩展计算应采用Newman—Raju公式(对外壁裂纹还应进行适当修正);自增强残余应力的作用主要在提高裂纹萌生寿命,而对在役反应管的裂纹扩展寿命影响不大;反应管的裂纹扩展寿命较短,所以应尽量避免内外壁产生裂纹。     

油气管线在役焊接烧穿的影响因素及研究现状

压力管道在役焊接修复时间短,速度快,对管道正常运行影响小,有巨大的经济效益和广阔的应用前景.但是在役焊接时可能发生烧穿,有很大危险性.本文总结了对于在役焊接烧穿研究的意义,分析了管道的壁厚,管内压力,焊接的线能量等因素对于烧穿的影响.总结了国内外对于烧穿研究的成果及不足之处,展望了在役焊接烧穿的研究前景.