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。     

钢管残余应力分析计算

给出了钢管残余应力的理论计算公式,对比分析了不同计算公式的差异。对比分析结果表明,钢管残余应力与切口张开量（弹复量）成正比关系,径向错位量和轴向错位量对钢管残余应力的计算结果影响较小,理论推导计算公式完全可以满足计算要求。同时,结合当前钢管订货补充技术条件中关于残余应力控制的有关规定作了分析和讨论,建议按照理论计算公式计算出的残余应力不得超过该材料规定的最小屈服强度的±10％来进行钢管残余应力的控制。     

HFW焊管残余应力分析

采用小孔检测法研究了规格Φ406.4 mm×12.5 mm、钢级L415MB的HFW焊管残余应力的分布情况。试验结果表明,HFW焊管整体残余应力值较小,并且轴向残余应力大于环向残余应力,轴向和环向最大值分别约为母材屈服强度的38%和29%;HFW电阻焊焊缝及其附近区域的残余应力值低于管体区域,轴向和环向残余应力的变化范围分别约为母材屈服强度的24.5%~33.6%和16.4%~21.5%;HFW电阻焊管轴向和环向残余应力的差异呈周期性变化,距离焊缝15°附近时差异最小。试验结果对于HFW电阻焊管在长输管线的应用提供理论支持。     

磁性法测定球罐残余应力

本文介绍了用磁性法对大型球罐进行残余应力测定的测试过程。文中指出,在对现场1000米~3球罐进行的测试中,获得了与实验室对应的模拟试验较为一致的结果。测试精度能满足生产上的要求。     

管道焊接残余应力的分布与控制

本文综述了对304不锈钢管道焊接残余应力开展的研究。焊接残余拉应力诱发晶间型应力腐蚀开裂,可采用感应加热应力改善法、散热焊接法和背层焊接法来控制残余应力,从而提高管道抗晶间型应力腐蚀开裂的能力。     

S-135钻杆应力腐蚀与纵向开裂失效分析

为了分析S－135钻杆在起钻过程中突然断裂的真正原因，对断件进行失效分析，首无排除了材料化学成分、金相组织、机械性能等因素引起断裂，从断口宏观分析中发现钻杆断裂存在纵向裂纹和横向裂纹，断口微观检测分析确定横向断裂是韧性断裂，先产生纵向脆性开裂而后才被拉断，纵向断口的形貌特征为沿晶开裂花样，并有许多二次裂纹，是应力腐蚀断口花样。因此，判断钻杆是由于应力腐蚀造成断裂，引发早期失效。     

采用应力释放法测量PDC热残余应力

精确测量聚晶金刚石复合片的热残余应力是优化其界面结构和提高其使用性能的关键。在分析原有应力释放法测聚晶金刚石复合片热残余应力原理的基础上,采用改进的应力释放法,对4种同材料与外形尺寸、不同金刚石层厚度的聚晶金刚石复合片进行了热残余应力试验研究,得到了金刚石层表面热残余应力的分布规律及热残余应力与基体厚度的关系曲线,比较了其试验结果和有限元计算结果,两者基本吻合。      

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。     

焊缝区域残余应力的测试

用小孔法测量焊接残余应力时，在焊缝及附近区域常出现测量值过高的现象，产生这种误差的原因主要是由小孔边缘发生塑性变形，超出弹性范围所致。采用了一种改进方法对焊接残余应力重新测试，使误差大为减小。     

磁性法测定残余应力的计算公式

本文在文[1]的基础上,导出了主应力和σ_1+σ_2、主应力差σ_1-σ_2与输出电流Mφ_0、Mφ_(90)之间的关系式,建立了残余应力计算公式。     

大型球罐残余应力测试分析

针对球壳焊缝边缘出现较多裂纹的情况,对球壳焊缝边缘残余应力进行了测试,证实球壳裂纹的产生与残余应力大小存在一定的关联。对球壳残余应力状况进行了详细分析,并且提出了解决方法。     

膨胀套管中的残余应力问题

为探求套管径向扩张膨胀后的残余应力大小、产生原因及对套管性能的影响,进行了套管的实物膨胀试验,用切环法对膨胀后套管的横向残余应力进行了测量分析,发现套管膨胀后具有高的环向收缩残余应力,这种残余应力削弱了套管的抗挤强度。分析了套管膨胀后残余应力较高的原因,认为套管膨胀过程中的不均匀变形是套管膨胀后残余应力大的主要原因。介绍了衡量套管不均匀变形程度的指标-截面形状变化指数,并用试验数据对该指标的应用进行了检验。最后从制管工艺及膨胀工艺2方面提出了减弱套管膨胀后残余应力的措施。     

用屈服条件确定残余应力

本文提出了一种确定压力容器焊缝残余应力的简易方法。球罐(特别是未退火的新罐)在水压试验中,焊缝附近的残余应力、薄膜应力和角变形或者错边的弯曲应力迭加起来,一般都超过材料屈服强度。本文利用测点的屈服条件,建立了球罐焊缝残余应力的计算公式,给出了确定球罐残余应力的程序。     

13Cr油管残余应力研究

为了探究残余应力对13Cr油管性能的影响,采用环切法和盲孔法对13Cr油管的残余应力进行了研究。结果显示,Φ88.9 mm×6.45 mm 13Cr油管周向平均残余应力超过200 MPa,轴向平均残余应力超过140 MPa,随着时间的推移,油管残余应力降低,端部残余应力释放更快。结果表明,盲孔法测得的残余应力具有较高的可靠性,环切法可以宏观反映油管环向残余应力,影响因素少,数据准确,但却无法反映轴向残余应力大小,盲孔法弥补了环切法这一缺点,但因盲孔法影响因素多,实际操作复杂,建议作为残余应力辅助测试手段。     

钻杆应力-疲劳寿命曲线试验研究

钻杆的疲劳失效是引发钻井井下事故的主要原因,因此有必要对钻杆的应力-疲劳寿命曲线进行试验研究。采用旋转弯曲疲劳试验机,研究了常用的S135和G105钻杆的疲劳性能;采用疲劳寿命对数正态分布模型,得出了任意存活率对应的应力-疲劳寿命曲线;采用直接外推法和2m-1外推法将疲劳曲线延伸到长寿命区域,并将其外推结果与配对升降法试验结果进行了对比。升降法试验得出S135和G105钻杆的疲劳强度(存活率为99%,置信度为95%)分别为550.19 MPa和454.79 MPa;由直接外推存活率99%的曲线得到疲劳寿命为1.0×107时,S135和G105钻杆对应强度分别为510.23 MPa和402.01 MPa;由2m-1外推法外推存活率99%的曲线得到疲劳寿命为1.0×107时,S135和G105钻杆对应强度分别为532.95 MPa和428.98 MPa。试验表明,2种外推方法得到的疲劳强度均低于试验值,2m-1 外推法得到的疲劳强度值更接近升降法试验值,因此推荐使用2m-1外推法对概率-应力-疲劳寿命曲线进行外推来得到完整的疲劳寿命曲线。      

W5/125钻杆卡瓦应力测定

<正> W5/125钻杆卡瓦(图1)是江汉钻采设备研究所研究设计、江苏如东通用机械厂试制的,供起下5英寸钻杆用,其额定载荷为124吨。设计时,按结构强度分析的结果,对结构作了较多改进,并合理选择了材料,因而结构受力更加合理,重量也比国内同规格卡瓦降低了1/6～1/5。为了弄清     

大型储罐环焊缝残余应力测定与分析

采用钻小盲孔残余应力释放法,测量了0.25 dam~3液化石油气储罐组装环焊缝在退火前后的残余应力,分析了局部退火工艺的退火效果。结果表明:高残余应力区出现在外壁面环向上,其退火后残余应力降幅在37%～60%,平均降幅达50%,最大减幅达299 MPa;环焊缝局部退火工艺可消除30%～60%环向残余应力,达到了消除焊接残余应力的要求。     

用盲孔法测定球罐焊接残余应力

作者从施工角度对盲孔法测定球罐焊接残余应力和热处理后残余应力的基本原理和测试方法作了介绍,在对新建球罐的实测结果进行全面分析后,提出一些有益的看法,供同行商榷。     

用磁性法测定大型球罐残余应力

介绍了用磁性法测定大型球罐残余应力方法,通过对8000m3液化石油气球罐和10000m3天然气球罐的实测,阐明采用该方法测定大型球罐残余应力的优越性.     

用Mises屈服条件确定残余应力

本文在文[1]的基础上,利用Mises屈服条件和塑性理论的流动定律,建立了确定残余应力的新方法,给出了用Mises屈服条件确定残余应力的程序。该方法的适用范围比文[1]中用Tresca条件求残余应力的方法广泛。