未焊透对焊接接头强度和寿命的影响

压力容器焊接缺陷的安全评定一直是人们关注的问题。本文研究了单面焊未焊透对压力容器用钢焊接接头强度和寿命的影响,给出了含未焊透缺陷焊接结构的极限载荷和疲劳扩展寿命的估算方法。     

丁字形焊接接头疲劳强度的预测

以焊接结构常用的丁字形接头为例，采用有限元数值模拟研究方法，分析了SS400超细晶粒钢焊接接头未焊透对疲劳寿命和疲劳强度的影响。结果表明，未焊透的存在和未焊透尺寸增大，会加速疲劳裂纹的扩展，降低接头的疲劳强度。研究模型可定量预测焊接接头的疲劳级别。     

焊后热处理对焊接接头组织性能影响的几个问题

钢制压力容器更多的残余应力源于焊接。焊接过程中陡的温度梯度所带来的残余应力,可存在于较长的宏观距离或者高度集中。焊后热处理的目的在于消除残余应力,同时还提供一些优良的金属组织或机械性能。     

焊接接头系数简仪

通过分析钢制压力容器焊接工艺的缺陷，比较我国设计规范中的焊接接头系数与ASME（美国机械工程师协会标准）相关内容的差异，讨论了选用中的一些问题，并提出了更新设计规范中焊接接头系数选用体系的建议。     

波浪载荷作用下海洋平台用钢焊接接头的疲劳寿命预测

采用有限元建模分析初始裂纹形状对表面裂纹疲劳扩展过程中形状演化的影响,并基于BS 7910中FAD图的评定方法,预测了DH36焊接接头不同形状的初始裂纹在波浪载荷作用下的疲劳寿命。结果表明:c₀ /a ₀ 比值大的裂纹在扩展开始阶段均沿深度方向扩展,而长度方向上扩展极慢;而对于c0 /a0比值小的裂纹,在扩展过程中近似保持与初始相似的形状扩展。在波浪载荷的作用下,DH36焊接接头结构件能承受105 252个循环。     

钢制压力容器焊接接头系数浅析

1.内压圆筒 对于内压圆筒,按照GB150中圆筒的厚度计算公式(即中径公式)为:式中:Pc--圆筒的设计压力,MPa; Dl--圆筒的内直径,mm; [σ]t--材料在设计温度下的许用应力,MPa; φ--焊接接头系数。 从上式得知,当圆筒的设计压力、内径及材料     

表面纳米化处理对X80管线钢焊接接头的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)技术对X80管线钢焊接接头进行了表面自身纳米化处理。分析了SMAT前后X80管线钢焊接接头的疲劳及电化学腐蚀特性。结果表明,对X80管线钢焊接接头进行90min的SMAT后,可以在X80管线钢焊接接头表层一定深度范围以内获得纳米晶组织,纳米晶尺寸分布为5～15nm;在近似服役条件下的全应力范围内,SMAT可以显著延长X80管线钢焊接接头的疲劳寿命,其疲劳极限可提高13%;SMAT可提高X80管线钢焊接接头的电化学腐蚀性能,使其电化学腐蚀倾向和自腐蚀电流密度均有所降低。     

螺旋焊管焊接接头的强度和承载能力

分析了影响螺旋焊管焊接接头强度和承载能力的因素,包括焊管断面圆度、焊接接头表面微裂纹、焊接接头热影响区软化、轴向外载荷等对螺旋焊管接头强度和承载能力的影响。通过分析,从工艺的角度总结了提高焊管强度和承载能力的措施。     

未焊透焊接接头疲劳性能研究的极大似然方法

基于极大似然原理,推导出关于疲劳寿命的极大似然函数,并证明了将极大似然方法用于疲劳分析的可行性。按照得到的极大似然方法,进行了含未焊透缺陷接头的疲劳试验,得到了相应的P-S-N曲线。结果表明,用极大似然法研究含未焊透缺陷焊接接头的疲劳性能,减少了试验工作量和试验费用,而且试验数据可靠,极具推广价值。     

未焊透对压力容器的危害及处理方法的探讨

本文分析了未焊透对在用压力容器的危害及处理方法。     

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。     

增加钻杆疲劳寿命的钻杆接头新设计

钻井工业中一直存在着钻杆早期失效问题。失效一般发生在钻具公母接头的２ｆｔ范围内。以往的研究表明，大部分失效是由于急陡的内部锥面（１／２￣１１／２ｉｎ长，１２．７￣３８．１ｍｍ）和滑动损伤所致。长锥体加厚端的新设计有助于解决这种疲劳问题。本文介绍一种新的应力释放接头，能显著改善长锥体加厚端钻杆接头的性能，使其疲劳寿命增加约为一倍。     

浅议“焊接接头系数”

1概述焊接接头系数,即焊接接头强度与母材强度之比,是在设计和焊制化工容器过程中会经常遇到的一个重要技术参数。它是一个≤1的数。怎样理解它的真正含义,如何正确应用它,是非常有意义的。目前各国压力容器设计规范中,常用焊接接头系数这一概念来表示焊接接头对焊接受压元件强度的影响程度和对焊接工艺、焊接接头质量的信任程度。具体体现在强度计算中。化工容器筒体大多是由钢板卷焊制成,焊接接头比较多。焊接接头金属的强度一般均能与母材金属的强度相等。但是,焊接过程中受焊接输入热、材料性能、结构设计、环境、设备、工人技术水平等…     

海洋平台钢的接头强度匹配对焊缝金属疲劳裂纹扩展行为的影响

在我国,海洋平台钢A131和A537均用LB-52NS焊条焊接,因而这两种材料焊接接头的强度匹配不同.本研究结果表明,A131和A537接头的强度匹配差对LB-52NS焊缝金属的门槛值应力强度因子范围ΔK_th没有影响,对其常规和海水腐蚀的疲劳裂纹扩展速率无显著影响.用A131或A537母材的试验结果估计LB-52NS焊缝金属的ΔK_th和d/dN将得到偏于安全的结果.     

焊趾表面裂纹的形态发展曲线与疲劳寿命预测

以作者开发的焊趾半椭圆表面裂纹应力强度因子数据库ＳＩＦＳＣ及基本模式法为基础，给出了应力场中焊趾表面裂纹在疲劳扩展过程中形态变化规律及寿命的工程分析方法，并用这个方法计算了一些焊接头在一些典型外加应力场和残余应力场中的裂纹形态发展曲线（ＣＡＤＣ）。只有按裂纹扩展的自然途径，即按ＣＡＤＣ来计算，才能得出正确的疲劳寿命估算。残余应力及角接接头中夹板的存在对疲劳寿命有不可忽略的影响。     

聚乙烯管道热熔对接焊工艺参数对焊接接头性能的影响

聚乙烯管道的焊接质量及焊接接头性能，一方面取决于管道本身的性能，另一方面，且更为重要的还取决于管道的焊接工艺参数。研究表明，加热板温度和焊接压力对焊接接头性能的作用特别显著，加热时间对焊接接头性能的作用显著；而压焊时间对焊接接头性能的作用不显著。加热板温度、焊接压力和加热时间对焊接接头的性能有较大的影响。焊接接头的性能是在各个工艺参数的控制下焊接的一个综合结果，只有选择适度的焊接工艺参数，焊接接头才能获得最大的拉伸强度和冲击韧性。     

钻杆接头螺纹退刀尺寸对接头寿命的影响

钻杆接头螺纹退刀尺寸是指外螺纹接头的台肩面到螺纹消失前第一个完整螺纹之间的距离。GB9253．1－88规定退刀尺寸应小于或等于12．7mm内螺纹，钻杆接头内螺纹的锤孔尺寸为16±2mm，以保证内、外螺纹啮合良好。经检测发现，从日本NKK公司进口的所有φ127mm钻杆接头外螺纹退刀尺寸都大于12．7mm，镗孔尺寸为16～18mm。而APISpec7K规定钻杆接头内螺纹最小镗孔尺寸为15．9mm。鉴于此，建议对我国的有关标准作相应修改，与API标准保持一致。     

35CrMo钢真空扩散焊接接头的疲劳试验

对３５ＣｒＭｏ钢在采用两组焊接规范（真空度为４Ｐａ；焊接压力为５６ＭＰａ；焊接时间为１ｍｉｎ；焊接温度分别为８６０℃、９００℃）下获得的焊接接头进行了标准疲劳试验及缺口疲劳试验。试验结果表明：扩散焊接接头的抗疲劳性能优于母材；扩散焊接接头的疲劳寿命对缺口的敏感程度比母材低。采用真空扩散焊接工艺焊接制造空心抽油杆即使对焊接接头不进行切削加工，也不会影响空心抽油杆的寿命。     

焊接工艺对50CrVA弹簧钢焊接接头组织及性能的影响

采用ER50-6焊丝对50CrVA弹簧钢进行熔化极气体保护焊焊接试验,研究了不同焊接工艺对50CrVA弹簧钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明,焊接电流为90 A、 100 A时,焊接接头组织主要由针状铁素体和先共析铁素体构成;焊接电流增大到110 A时,先共析铁素体消失。焊接电流为90 A时,焊接热影响区粗晶区主要由粗大的马氏体组织和带状组织构成;焊接电流为100 A时,高碳马氏体组织及带状组织消失,粗晶区组织由板条马氏体组织构成;焊接电流为110 A时,粗晶区马氏体组织长大,硬度显著下降。细晶区主要由细小的板条马氏体组织构成,不完全淬火区主要为马氏体、铁素体、贝氏体及索氏体构成的混合组织。随着焊接热输入的增大,50CrVA弹簧钢接头的抗拉强度和伸长率呈先上升后下降的趋势,断裂位置均在母材;焊接电流为90 A时,一个面弯试样出现断裂,其余均未出现裂纹;室温冲击功随焊接电流的增大逐渐增大,当焊接电流为110 A时,冲击功达到最大值35.67 J。     

钻杆接头多轴疲劳寿命

在实际钻井过程中,钻杆接头以螺纹连接处的疲劳破坏为主,导致钻井成本显著增加。现有对钻杆接头的研究主要集中于钻杆接头的静力学特性分析,少有涉及钻杆接头的疲劳破坏的研究。基于虚功原理、Von Mises屈服准则及接触非线性理论,考虑螺纹升角的影响,建立了钻杆接头的三维有限元计算模型,分析了钻杆接头的上扣特性及其在复合载荷作用下的力学特性。基于材料S-N曲线,综合考虑尺寸系数、应力集中系数、表面加工系数及表面强化系数的影响,确定了钻杆接头的弯曲疲劳S-N曲线理论模型,通过对比验证建立了满足工程要求的钻杆接头疲劳有限元计算模型。运用多轴疲劳算法,计算了钻杆接头在复合交变载荷下的疲劳寿命,分析了残余应力和表面质量对疲劳寿命的影响。研究结果表明,在上扣扭矩或复合载荷作用下,钻杆接头最大Mises应力均出现在公扣第1有效啮合螺纹牙根处;弯曲井段API钻杆接头的疲劳寿命较小,建议开发适合超深井、水平井、大位移井及大斜度井的专用钻杆接头;残余应力与表面质量对钻杆接头的疲劳寿命影响较大,在钻杆接头螺纹根部引入可控的残余压应力和改善表面质量可以大幅提高其疲劳寿命。