316L钢高温疲劳裂纹的扩展规律

实践表明，压力容器不断载—卸载的应力循环而在容陷部位和应力集中部位产生从而逐渐积累，以至产生裂终疲劳破坏，是最主要的事之一。疲劳的失效循环次数超过1×106周，属于低周疲劳316L钢广泛应用于石油、化药及核电工程等场合，且相分是在高温环境下工作。但是对316L钢在高温下疲劳裂纹率的研究还很不成熟。本文钢在常温、200℃、400℃和5的疲劳裂纹扩展速率进行了受加分析，对疲劳断口形貌进行了含缺得到了四种温度下的疲劳裂纹损伤，规律。并最1试验形式1.1试验材料与试样般不破坏。试样材料采用316L钢，其工、制成分见表1，常温、20…     

海洋平台焊接构件的安全裂纹扩展寿命研究

低温环境下海洋平台构件的安全裂纹扩展寿命,是冬季海洋平台构件安全检测与可靠性评定的基础。利用概率统计的方法,得出了在小样本试验条件下,当疲劳裂纹扩展寿命服从对数正态分布时安全寿命与中值试验寿命之间的关系式。在1000kN的MTS电液司服材料试验机上,测定在-25℃环境下,海洋平台用钢(A131)焊接构件试样在拉拉疲劳载荷作用下的裂纹扩展速率。利用对数裂纹扩展寿命标准差的经验取值,得出海洋平台焊接构件对应一定置信度下不同安全概率的低温疲劳裂纹扩展寿命。     

16MnR钢在高温(火灾)下的力学性能试验研究

考虑到我国液化石油气储罐所使用的材料多为 16MnR钢 ,对该钢种在高温下的力学性能进行了试验研究 ,得出了 16MnR钢在温度≤ 6 0 0℃时的各项力学性能指标 ,包括应力 应变曲线、屈服强度、极限强度、伸长率、弹性模量随温度变化的规律 ,并利用其对储罐的失效压力进行了分析研究。试验结果表明 ,16MnR钢在高温下强度、伸长率等明显下降 ,6 0 0℃时其屈服强度、极限强度、弹性模量等仅为常温下的 2 0 %～ 30 % ,伸长率为 4 3% ,此时液化石油气储罐的爆破压力仅为常温下的 。     

16Mn钢海底管道材料疲劳裂纹扩展试验研究

采用取自足尺度海底管道16 Mn钢制成的标准紧凑拉伸(CT)试件进行了疲劳裂纹扩展试验,利用背面应变法测量了疲劳裂纹扩展过程,并研究了取材方向和试验环境因素对疲劳裂纹扩展速率的影响,拟合出了不同取材方向与不同试验环境下Paris常数C和m。研究结果表明:试件材料取材方向对疲劳裂纹扩展初始阶段有一定影响,但对总体疲劳裂纹扩展趋势基本无影响;海水环境对疲劳裂纹扩展影响显著,且海水中疲劳裂纹扩展速率约为空气中的2倍。本文研究结果不仅可以定量分析16 Mn钢在海水腐蚀环境下与空气环境下疲劳裂纹扩展速率的差异,且能为后续基于Paris公式来预测管道腐蚀疲劳寿命的研究提供基本参数,为服役中的海底管道腐蚀疲劳问题的研究提供参考。     

多维应力状态下高温低周疲劳寿命评价

现代工业正在向着高速、高温、高压的方向发展 ,疲劳问题严重威胁着现代工业设备的安全。该文采用 2 2 5Cr 1Mo带预裂纹环状缺口圆柱形试样的实验数据及有限元分析结果 ,研究了采用当量塑性应变范围Δεp 、当量蠕变应变范围Δεc 和当量应变范围Δε,来评价材料在 4 0 0℃、应变速率为每秒 0 2 %、不同缺口形式下的高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的可行性、缺口形式对疲劳寿命 (疲劳总寿命和裂纹扩展寿命 )的影响以及蠕变 疲劳交互作用对高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的影响 ,最后利用最小二乘回归方法 ,得到了该材料高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命评价方程〔1～ 7〕 。     

塔河原油的腐蚀性评价

在高温动态腐蚀评价装置中进行了塔河原油的腐蚀性评价试验。试验条件是:冲刷流速为20 m/s,25 m/s和30 m/s;温度为270℃,300℃和335℃;材质为20 g钢,1Cr5Mo钢,OCr13钢和0Cr18Ni10Ti钢。试验结果表明:对塔河原油,流速和温度升高均能导致材料腐蚀速率增加,而温度的影响大于流速的影响;在试验条件下,20 g钢、1Cr5Mo钢、0Cr13钢和0Cr18Ni10Ti钢的耐蚀性能依次增强;在高温部位,Cr5Mo钢的腐蚀速率较大。     

16MnR�������ڸ���(����)�����µ���ѧ��Ӧ

液化石油气储罐因外部火灾导致其内部压力迅速上升，同时伴以材料强度下降，极易引发BLEVE爆炸和火球，危及人员和财产的安全，造成严重后果。因此研究火灾对储罐的影响对于预防和控制事故意义十分重大。中重点探讨了液化石油气储罐中最常用的16MnR钢在火灾作用下的力学响应规律：首先进行高温下的力学性能试验研究，得出了16MnR钢在温度不超过600℃时的各项力学性能指标(包括应力-应变曲线、屈服强度、极限强度、延伸率、弹性模量等)随温度变化的规律；同时研究了储罐对火灾的温度、压力响应规律；并利用实验数据对储罐的失效压力进行了分析研究，从而可以预测储罐的爆炸时间。试验结果表明，16MnR钢在高温下强度、延伸率等明显下降，600℃时仅为常温下的20％～30％。储罐壁温在火灾中迅速上升，最高温度可以达到600～700℃，此时液化石油气储罐的爆破压力仅为常温下的25％，而储罐内部压力则上升到正常压力的2倍以上，储罐在10分钟左右即发生爆炸。     

I/III复合加载模式下疲劳裂纹扩展曲线分析

为了研究套管在钻井过程中的受力状况,以P110钻井套管用钢为对象,根据疲劳裂纹扩展理论,着重利用修正的紧凑拉伸试样,研究在I/III型分量下,不同裂纹倾角对材料疲劳裂纹扩展速率的影响。结果显示：当裂纹倾角为15°时,扩展过程中裂纹完全按照倾角15°扩展;当裂纹倾角为30°时,扩展过程中裂纹发生偏转没有实现完全30°扩展。研究表明,在复合疲劳裂纹扩展过程中,裂纹倾角越大,裂纹扩展方向越容易改变。     

高压油气输送管道疲劳寿命预测研究

通过对X60和X80钢级埋弧焊管疲劳裂纹扩展试验的研究,分析了不同钢级及应力比对埋弧焊管裂纹扩展速率的影响,并模拟停输工况对X80级准1 219 mm×22.0 mm埋弧焊管的疲劳寿命进行了分析计算。研究结果表明,应力比和钢管材料本身抗裂纹扩展能力对裂纹扩展速率有明显的影响。在单一模拟工况下,X80级准1 219 mm×22.0 mm埋弧焊管疲劳寿命为76年,有足够的疲劳寿命安全裕度。     

Q345R钢厚板焊接接头断裂疲劳性能试验研究

对60mm厚度的Q345R钢手工焊焊接接头的金相组织、断裂性能和疲劳性能进行了试验研究,讨论了厚板焊接接头在母材、焊缝和热影响区的断裂韧度JIC和不同深度下的疲劳裂纹扩展速率变化情况。结果表明:①Q345R钢厚板焊接接头焊缝区组织为细化均匀的铁素体和少量珠光体,热影响区和母材组织均为粗大铁素体和少量珠光体。②焊缝的断裂韧度(309.35kJ/m2)较母材(227.97kJ/m2)和热影响区(237.26kJ/m2)好,热影响区和母材断裂韧度接近。③在相同应力强度因子幅下,焊缝区材料的疲劳裂纹扩展速率低于母材,坡口中间层疲劳裂纹扩展最慢。④热影响区不同深度试样的疲劳裂纹扩展速率一致,比母材稍慢。⑤应力比对热影响区疲劳裂纹扩展速率没有影响,但对焊缝区试样有一定影响,当应力强度因子幅小于30MPa槡m时,应力比大,裂纹扩展速率快。     

球形压力容器用钢的断裂韧性与最低使用温度

针对钢制球形压力容器用 1 6MnR钢在 -3 0°C的低温韧性不能达到GB1 50— 1 998《钢制压力容器》标准要求的问题 ,对 1 8、 3 6和 4 0mm的 3种厚度球形压力容器用 1 6MnR钢板做了系列低温断裂韧性测试 ,测试结果表明 ,由断裂韧性测得的韧脆转变温度远低于由夏比冲击韧性测得的韧脆转变温度。对厚度为 3 6mm钢板制成的球形压力容器按 -3 0℃设计温度进行安全性评定 ,研究结果表明 ,埋藏缺陷的等效裂纹尺寸小于允许裂纹尺寸 ,容器有很大的缺陷容限 ;3种厚度的1 6MnR钢制球形压力容器可在西北某石油化工厂所在地区室外环境温度下安全使用。     

海洋平台焊接接头低温疲劳裂纹扩展速率研究

针对海洋平台在交变载荷作用下的低温疲劳问题，对焊接接头处的低温疲劳裂纹扩展速率（da／dN）进行了研究。试样所用材料为海洋平台用钢ASTMA131，试样焊接接头的焊接工艺与实际管节点焊接工艺相同。试样接头部位承受弯曲循环载荷，试验环境温度分别为－25℃和20℃。通过对试验数据的处理，得出了低温和室温下的两条da／dN－ΔK曲线。结果表明，两曲线有一交点ΔKp，当应力强度因子幅值ΔK＜ΔKp时，低温环境下试样的da／dN低于室温，结构物偏于安全；当ΔK＞ΔKp时，低温环境下试样的da／dN大于室温，结构物偏于危险。     

管线钢断裂和疲劳裂纹扩展特性研究

对厚度分别为3mm、6mm、9mm、12mm、1mm的紧凑拉伸(CT)试样进行了断裂韧性试验,研究了X60管线钢的断裂特性.研究结果表明,由于试件厚度与分层裂纹间有强烈的耦合效应,表观断裂韧性不随厚度的变化而变化,靠增加试样厚度无法获得材料的平面应变断裂韧性,应用穿透裂纹的表观断裂韧性数据进行管道的安全评定不可靠;考虑塑性区修正的有效应力强度因子K_e与弹塑性J积分参量K_J在失稳扩展前保持了良好的等效性.对厚度分别为2mm、4mm和14mm的CT试样的疲劳裂纹扩展试验表明,高韧性管道钢的疲劳裂纹扩展存在显著的厚度效应,厚度效应敏感区在4 mm以内.     

高硫重馏分油中碳钢的腐蚀

结合化学反应机理分析,采用电位滴定法和质谱法分别测定了高硫重馏分油中的总活性硫含量、硫化物的类型和分布,并模拟高温侧线实际工况,开展了20^#钢和16MnR钢等2种典型碳钢材质在重馏分油中的腐蚀行为研究,利用挂片法、扫描电镜和XRD等手段对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察和腐蚀产物组成分析。结果表明,高硫重馏分油中硫化物以噻吩类的非活性硫为主,活性硫所占总硫的比例均不足1%。在实验环境下,20^#钢和16MnR钢发生高温硫腐蚀,生成的FeS腐蚀产物膜松散,附着力较差,对基体不能起到良好的保护作用。20^#钢和16MnR钢的耐蚀性相近,随着介质中硫含量增加,腐蚀速率随之增加,但实验腐蚀速率均明显低于采用修正的McConomy曲线估算的理论腐蚀速率。根据研究结果,将McConomy方法获得的理论腐蚀速率进行校正,为指导企业合理选材,制定检维修计划提供支持。     

奥氏体不锈钢管窄间隙焊缝疲劳裂纹扩展研究

为了研究奥氏体不锈钢管焊缝的疲劳裂纹扩展行为,依照ASTM E647标准对窄间隙热丝气保焊焊缝进行了紧凑拉伸试验,预制缺口分别位于焊缝中心线、热影响区、熔合线及母材。对窄间隙热丝气保焊焊缝不同位置处的疲劳裂纹扩展速率进行对比,并将窄间隙热丝气保焊焊缝与常规手工电弧焊焊缝的疲劳裂纹扩展速率进行对比。结果表明,窄间隙焊缝的抗疲劳性能优于常规手工电弧焊焊缝;根据Paris公式,窄间隙焊缝和母材的抗疲劳性能高于热影响区,焊缝具有更高的裂纹扩展门槛值。     

X90管线钢管示波冲击试验研究

对X90管线钢管管体、焊缝和热影响区在不同温度下进行示波冲击试验,并对曲线的特征值进行分析。结果表明:X90管线钢管管体示波冲击曲线随着试验温度的降低,由只产生稳定裂纹扩展逐渐变为产生不稳定裂纹扩展,管体韧脆转变温度约为－90 ℃;焊缝示波冲击曲线都产生不稳定裂纹扩展,随着试验温度的降低,不稳定裂纹扩展愈发明显,焊缝韧脆转变温度约为－50 ℃;热影响区示波冲击曲线随着试验温度的降低,由稳定裂纹扩展逐渐变为不稳定裂纹扩展,热影响区韧脆转变温度约为－60 ℃。     

X70管线钢管环焊接头氢脆敏感性研究

针对X70管线钢管环焊接头进行12 MPa总压、0.36 MPa氢分压下的缺口拉伸试验,研究焊接接头的氢脆敏感性变化,并结合断裂韧性试验和疲劳裂纹扩展速率试验对其的断裂韧性和裂纹扩展行为进行了研究。结果表明,热影响区位置的断面收缩率下降较明显,表现出较高的氢脆敏感性;与常温常压空气中的原始数据相比,X70钢热影响区在0.36 MPa氢分压环境下的裂纹尖端张开位移（CTOD）值下降了9.6%,断裂表面未出现二次裂纹;X70钢热影响区的疲劳裂纹扩展速率与空气环境相比增加了一个数量级,说明氢气能够增大材料的疲劳裂纹扩展速率,但根据实际管道压力波动情况,在0.36 MPa氢分压条件下X70钢管的氢脆敏感性较小。     

16MnR＋904L复合板封头热处理新工艺

分析了16MnR＋904L复合钢板封头的制造特点。通过对热处理工艺的改进,封头制造由16MnR钢板冲压成型后堆焊904L的方法改为16MnR＋904L复合钢板直接冲压成型,可为其他16MnR＋904L复合钢板封头的制造提供参考。