油气输送焊管残余应力测试方法的研究

介绍了３种测试焊管残余应力的方法，即Ｘ射线法、钻孔法和机械切割应力释放法，并分别对不同成型工艺的Ｘ６０油气输送焊管残余应力进行了测试。对比分析测试数据结果表明，Ｘ射线法测试数据普遍偏小且无一定规律性；钻孔法对钻孔技术要求较高，如果焊管残余应力值较大或存在应力梯度时，均不符合测试要求，且所测结果误差较大；而机械切割应力释放法的测试结果稳定可靠，具有较好的规律性，是分析和研究焊管残余应力的较好方法     

三种高钢级大直径焊管残余应力分布规律研究

采用盲孔法较为系统地对UOE,JCOE和SAWH三种管型的高钢级大直径焊管的残余应力进行了测试,获得了三种管型焊管残余应力分布规律.UOE焊管的残余应力水平较低,分布较均匀,平均周向应力水平为28 MPa,峰值周向拉应力为104 MPa,在焊缝内壁出现;JCOE焊管的残余应力水平略高于UOE焊管,分布均匀性较UOE焊管...     

X80级JCOE直缝埋弧焊管残余应力估算与分析

残余应力大小是焊管质量的重要控制指标.分析了残余应力的产生原因,给出了以环劈法和切块法估算直缝埋弧焊管残余应力的公式,通过与实测数值的对比,证明导出公式可以正确反映管体内残余应力分布状态.结合生产工艺对φ1016 mm×18.4 mm、X80钢级直缝埋弧焊管残余应力成因及分布特征进行了分析.     

油气输送用大直径厚壁埋弧焊管残余应力及控制研究

针对油气输送用大直径厚壁埋弧焊管的残余应力问题,采用盲孔法测试了螺旋焊管和直缝焊管的残余应力,归纳了焊管制造过程中残余应力的演变规律,探讨了钢管制造过程中不同工序下残余应力的分布及其影响因素和控制方法。研究结果显示,板材矫直和钢管成型后的残余应力保持在150～200 MPa,且螺旋成型略大于直缝成型,成型过程的压下量对残余应力的影响有限;钢管焊接是在成型应力的拘束环境下进行的,直接影响焊缝的横向变形与残余应力,使得残余应力峰值不在焊缝中心,而是靠近焊缝区,螺旋焊管和直缝焊管的该区域残余应力均最高;制管过程中后续的水压试验、喷砂和防锈涂敷等工序,使残余应力得到大幅度降低,且分布更加均匀,螺旋焊管和直缝焊管残余应力峰值均保持在200 MPa左右,直缝管更低一些。研究表明,可以通过适当提高水压试验压力和涂敷温度的方法调节焊管残余应力。     

焊管残余应力研究进展及展望

在焊管制造过程中需进行弯曲成型、焊接、水压、弯管、防腐等工艺过程,这些工艺过程造成的残余应力关系到焊管的服役寿命。介绍了焊管残余应力的研究方法、研究成果。指出,焊管的残余应力与其成型工艺关系重大,一般直缝焊管的残余应力水平低、分布均匀,螺旋焊管的残余应力水平高,且分布均匀性差。水压试验和扩径可以有效降低残余应力,但水压和扩径参数与残余应力的具体关系仍需要进行大量研究才能确定。最后指出,对切环法与磁测法的应用、螺旋焊管成型的精确模型、残余应力沿厚度方向的分布等问题仍需要进行深入研究。     

螺旋焊管成型分析的有限条法

深入研究螺旋焊管成型过程的变形规律，对于螺旋焊管工艺及设备的改进具有重大意义。提出了有限条三级离散模型，建立了弹塑性大变形样条有限条Ｕ．Ｌ法列式，并采用谝法对螺旋焊管成型过程进行了研究，得到了应力应变的分布规律，这将为螺旋焊管的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统提供了一个变形预报及变形验证模型，并可方便地推广应用到直缝焊管等其它板料成型过程中去。     

大口径直缝焊管扩径后外表面周向残余应力的估算

通过对直缝焊管扩径过程变形机制的分析,导出了用环劈法估算扩径后焊管外表面周向残余应力的公式.实测结果证实,用该公式估算的σθ能正确反映扩径后直缝焊管外表面周向残余应力的分布状态和峰值水平.但对于扩径前的直缝焊管,用该公式估算的σθ仅近似反映焊管外表面周向残余应力分布的中值水平.     

内胀和外控成型螺旋焊管残余应力的测试和比较分析

本文使用应力完全释放法测定了用两种制管工艺制造的螺旋焊管在水压试验前后残余应力的分布。认为螺旋焊管的残余应力是成型工艺引起的残余应力和焊接残余应力叠加的结果。两种工艺制造的螺旋焊管的残余应力有较大差异，水压试验对消除残余应力有较明显的效果。从防止应力腐蚀来看，在钢管外表面，内胀管的残余应力状态比外控管要好。     

油气输送焊管残余应力的估测

降低和控制油气输送焊管的残余应力是生产厂家提高焊管质量的一个重要方向。根据板的弹塑性弯曲理论,推导出弯板的残余应力计算公式,进而采用切环法估测焊管残余应力的计算值。估测值与切块法实测值的线性回归分析表明,估测值与实测值吻合较好,两者相关系数Ｒ２ ＝０－８７２０ 。这种方法便于生产现场测试和监控油气输送焊管的残余应力。     

螺旋缝埋弧焊管的水压和稳压试验及残余应力

对外径 660mm、壁厚 7 1mm国产内胀成形X60钢级螺旋缝埋弧焊管的未水压、水压后和稳压后 3种管段样品 ,用机械切割应力释放法进行了内外表面残余应力的测试。试验结果分析表明 ,油气输送管出厂前的水压试验以及油气管道施工完毕后的稳压试验均会使螺旋缝埋弧焊管内外表面总体残余应力分布趋于均匀 ,并且明显降低内表面残余应力 ,特别是对呈残余拉应力的焊缝区域作用更大。研究分析认为 ,把我国螺旋缝埋弧焊管水压试验压力从 0 9SMYS提高到1 0SMYS ,甚至接近焊管屈服强度 ,可消除或降低螺旋缝埋弧焊管有害的残余拉应力。     

盲孔法残余应力测试中的电阻应变片粘贴技术

残余应力的盲孔测试方法是工程构件应力分析常用的数据获取手段之一,在盲孔法应力测试中,应变片的粘贴质量将直接影响测试结果的可靠性和准确性。以大直径厚壁X80级管线钢管盲孔法残余应力测试为例,按照测试的基本工步,对电阻应变片粘贴操作工艺进行了介绍,该粘贴技术除可用于残余应力的盲孔测试方法以外,对其他以电阻应变片为测试元件的应用场合也具有一定的指导和借鉴意义。     

磁测应力资料的测井解释方法研究

磁测应力方法是一种可以直接测得钢套管内壁应力分布的新技术。磁测应力信息能够解释套损危险程度和水驱力的方向;套损危险程度与应力检测仪器的信号幅度和发生信号异常的极板数量成正比;应力信号的极性代表套管被挤压或拉伸方向,应力值与信号幅度成正比;由6个极板测量的数据信息构成的平面矢量图对解释分析套管受力方向及其相对大小具有实际意义。根据工程需要提出了视应力值的概念,应当从理论和实验2个方面探索磁测应力仪器的刻度方法,这对该项技术发展完善很重要。     

地应力及其在致密砂岩气藏压裂开发中的应用

文中对比分析常用的地应力测量技术、介绍地面地应力测量系统的技术原理,通过在新场气田上沙庙气藏改造中的测量应用,阐述了地应力及裂缝测量在臻密砂岩气藏压裂改造开中的重要作用,期望对气藏的整体改造开发具有一定的指导意义。     

钻杆残余应力的磁声发射检测方法研究

阐述了MAE法应力检测机理及MAE检测系统的组成,并通过对磁声发射检测系统中磁化器磁化能力和磁化深度的试验,验证了采用50Hz交流调压器对钻杆进行磁化的可行性;详细分析了拉应力状态下钻杆材料的磁声发射信号特征,提出了采用信号强度相对变化幅度来反映应力改变情况,即通过试验拟合方程来评定应力水平的方法。     

内衬双金属复合管紧密度测量及影响因素

介绍了双金属内衬复合管的成型工艺及主要成型方法,分析了双金属复合管在液压成型后,内、外层钢管的受力状态。根据变形协调条件,得出复合管内外层残余接触压力与残余接触应力的正相关关系式。依据滑动摩擦原理,提出了通过测量内外层间的推脱力,替代API SPEC5LD推荐的测量残余接触应力计算紧密度的方法。最后分析了紧密度的影响因素,即紧密度的大小受复合管成型液压压力、后续涂敷温度和现场试压压力的影响。     

用改进的盲孔法测试复合钢板复板的残余应力

为了研究复合钢板复板中残余应力的大小和分布状况 ,采用改进的盲孔法 ,即在测点打孔后多次扩孔 ,利用相似标定实验所得多组应变释放系数计算残余应力 ,可得不同深度残余应力的估算值。实测结果与定性分析结果吻合。测试结果还表明 ,复合钢板复层内存在残余应力 ,且以拉 拉和拉 压应力状态为主 ,应力沿厚度方向非均匀分布 ,随深度增加应力增大 ,最大应力位于结合面附近 ,应力值超过 10 0MPa。     

水力压裂地应力测量有关技术问题的讨论

利用水力压裂可获得最小水平地应力的大小和地应力方向。最小水平地应力的数值近似等于水力压裂裂缝闭会压力,但由于套管的存在,不能用套管井压裂数据计算最大水平地应力。在钻井过程中进行地应力测试可在勘探早期获得地应力数据,并用于指导后期的勘探开发工作。斯仑贝谢公司MDT模块式地层动态测试仪和哈里伯顿公司的井下应变仪是比较先进的地应力测试工具。分析了测试层住筛选、使用仪器、施工方案及精确的施工曲线分析等影响地应力测试精度的有关问题,并对进一步开展地应力测量工作提出了建议。     

垫片接触应力测试研究

提出了一种垫片接触应力测试方法，并对实际的螺栓法兰连接垫片的接触应力进行了测试，结果表明其与理论计算结果吻合较好     

鄂北低渗致密砂岩应力敏感性实验研究

分别按部颁标准和定内压变外压开展了鄂北低渗致密气田储层砂岩渗透率应力敏感性实验,并对其进行了应力敏感性评价.定围压变内压实验包含三个循环,每个循环是在孔隙流体压力不变或降低和增加围压下完成的.根据部颁标准测定的实验结果表明,渗透率随有效应力的变化幅度较大;由定内压变外压的实验结果表明,孔隙流体压力影响渗透率随围压的变化关系,内压较大时渗透率随围压的变化幅度很大.采用了4种方法对来自鄂北气田的岩样进行应力敏感性评价,四种评价方法得到的结果各不相同.部颁标准得到的敏感性最强,为极强应力敏感;基于本体有效应力评价方法得到的敏感性最弱,为弱应力敏感;基于Terzaghi有效应力和模拟地层条件的评价方法得到的结果都属于强应力敏感.与其他三种评价方法相比,模拟地层条件的评价方法是符合实际生产过程的,因此更具有参考价值.     

用误差曲线法修正焊接应力测量误差

用盲孔法测量焊接残余应力时，由高应力区的孔边应力集中引起的塑性变形是影响测量精度的主要因素。通过对20g钢进行非常规的超载拉伸标定试验，得到一条误差曲线，进而由该曲线回归得到一个经验公式。试验证明，用该公式对用盲孔法测得的20g钢焊件的残余应力误差进行修正，能取得满意的效果。