对影响管材屈服强度的包申格效应试验分析

螺旋缝埋弧焊管在拉伸试样的制作时会产生与焊管成型过程中变形相反的塑性变形,从而引发包申格效应.通过对X65钢级板卷以及其制成钢管的同方向拉伸性能试验表明,板卷强度水平对包申格效应有着重要影响,并给出包申格效应值VBE大小的经验关系式,同时还讨论了板卷屈强比对包申格效应的影响.     

X100干线钢管应用的若干技术问题

1、　屈服强度的评估对于管子力学性能的评估 ,钢的屈服强度是一个基本参数。X10 0管子扁平试样的屈服强度下降 ,而且在评估高强度管子的屈服应力时 ,压扁工艺不适用。可以通过扩径试验 ,即测量由内压产生的屈服应力 ,来评价管子的屈服应力。由于该项试验费时且投入高 ,进行生产性试验不现实 ,因此在工业化基础上不具备扩径试验的可行性。圆棒试样可以消除包申格效应 ,最适于X10 0的试验。但圆棒试样的尺寸太小 ,不能代表整个壁厚。为更好地评价X10 0干线钢管的屈服强度和拉伸强度 ,钢管生产厂和用户应对评价程序进行讨论并达成协议。2、…     

拱形塑料大棚强度设计中一个急需解决的问题

本文指出:由于塑料大棚的钢拱架采取冷弯成形工艺,从而一方面使拱架在承受载荷之前就具有自应力;另一方面使拱架材料的屈服极限发生变化,最后导致强度发生严重的畸形:负弯矩处过份安全,正弯矩处强度则严重不足。这一畸形必须设法克服。     

用储能模量表征含蜡原油的屈服值

含蜡原油的屈服性能直接影响其管输安全,当温度降低时,含蜡原油析出的蜡晶与其中的胶质、沥青质相互作用形成具有一定强度的三维空间网络结构,在外剪切力作用下,该结构屈服裂降,存在一个屈服值,即屈服应力。通过应变扫描实验法对长庆、大庆、环江、冀东4种含蜡原油进行流变性测试,结果表明：含蜡原油在线性黏弹区内储能模量基本不变,应力与应变呈线性递增关系,其线性黏弹区随着温度的升高而增大;含蜡原油的储能模量与屈服值在双对数坐标图上呈现线性递增关系,可以用结构屈服系数表示含蜡原油屈服时结构的强弱,该系数等于储能模量和屈服值的对数比值。与其他方法相比,该方法获得的屈服值结果更加稳定,易于形成相关标准。（图2,表2,参9）     

在役X80输气管道环焊缝失效评估方法

西气东输二线、三线等管道建设中大量使用国产X80螺旋焊管,但国内外X80螺旋焊管尚无大规模服役先例,有关研究也较为匮乏。为此,选取国产在役X80输气管道环焊缝试样进行全焊缝拉伸试验,并建立环焊缝失效评估曲线:与通用失效评估曲线相比,环焊缝失效评估曲线横坐标截止线较短,说明环焊缝塑性相对常规材料较差,更有可能发生脆性失效;在屈服强度附近,失效评估曲线较通用失效评估曲线更陡,缺少过渡段,说明环焊缝更有可能突然失效。通过对实际壁厚环焊缝沿环向和沿壁厚方向的断裂韧性进行测试显示,实际壁厚断裂韧性测试值为70.12 MPa·m0.5,对比多种夏比冲击功与断裂韧性转换公式,发现BS 7910-2013《含缺陷金属结构可接受评价导则》换算公式较为准确。研究结果可为大口径、高钢级输气管道环焊缝的安全评定及平稳运行提供技术参考。(图4,表3,参20)     

楔型向错偶极子对界面裂纹尖端场的干涉

研究了材料中楔型向错偶极子与界面裂纹的弹性干涉效应.运用复变函数方法获得了复势函数和应力场的封闭形式解答,导出了界面裂纹尖端应力强度因子的解析表达式.讨论了向错偶极子的位置、方向和偶臂长度对界面裂纹尖端应力强度因子的屏蔽和反屏蔽效应.结果表明,向错偶极子靠近裂纹尖端时,对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽作用非常强烈.向错偶极子的方向存在一个临界值使其对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽效应最大.另外,偶臂长度和材料失配对应力强度因子的影响也很大.     

秦京输油管道腐蚀机理分析及腐蚀检测

针对秦京输油管道存在的土壤腐蚀、应力疲劳腐蚀、杂散电流腐蚀、管体材质不均匀产生的腐蚀问题,进行了腐蚀机理分析,对该管道外防腐层、内腐蚀进行了检测。根据腐蚀机理分析结果评价了秦京输油管道目前的腐蚀状况,认为应将管道防腐层的外检测与内检测相结合,以得出综合结论,有针对性地消除安全运行隐患,对秦京输油管道管网改造提出了建议。     

X100钢管落锤撕裂试验的断口表征与分析

落锤撕裂试验(DWTT)断口形态是油、气管线钢管断裂控制的重要表征。确定应力状态、服役温度和材料结构对X100钢管DWTT断口形态的影响规律,建立DWTT断口形态与X100钢管断裂行为之间的关系,对X100钢管的断裂控制和服役安全具有重要意义。采用DWTT对比研究了人字形和压制V形两种不同缺口类型下,X100钢管母材和X100焊缝两种材料在系列温度下的断口形貌,探讨了缺口类型、材料、温度对DWTT断口形态的影响。结果表明:与压制缺口试样相比,人字形缺口试样的断口有较多的起裂解理和断口分离,较少的逆向解理断裂、延性断裂和剪切唇;与室温相比,低温断口有较多的起裂解理,较少的延性断裂和剪切唇,同时,随着试验温度的降低,断口分离长度和逆向解理断裂面积呈先增大后减小的变化趋势;与焊缝相比,母材断口有较少的起裂解理和逆向解理,较多的延性断裂和剪切唇,断口分离发生于母材中。     

无套管穿越道路的探讨

埋地管道穿越道路时,外加保护套管的方法存在一系列弊病,如投资增加、形成屏蔽、不受土壤约束,易产生位移且破坏防腐层。为此,本文作者以试验数据为依据,提出取消套管裸管穿越的方法。文中介绍了四组管子开沟敷设,管内无介质无内压的情况下,加上不同的动荷载。结果表明,只要管子四周的土夯实,其应力与应变均较小,从强度和刚度上都能保证,说明不加套管是可行的。同时试验还表明无沟铺设(顶管或钻孔)比开沟敷设更为安全。此外,文中还把试验实测值与斯潘格尔公式的计算值比较,证明斯氏公式用于预估埋地钢管的变形和应力是可行的。     

应用霍普金森压杆试验分析柠条动态力学特性

为研究柠条的动态力学特性,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对柠条的横纹、顺纹试件进行动态压缩试验。通过改变驱动气压,使撞击杆分别以12、19、26 m·s^-1的初速度对入射杆撞击,比较不同应变率时,柠条试件的应力表现、破坏形态。结果表明：在相同的冲击能作用时,柠条顺纹试件的动态屈服应力强于横纹试件;随着应变率的提升,顺纹试件的动态屈服强度变化程度高于横纹试件,且应变率效应亦强于横纹试件。由动态应力-应变特性可知,柠条横纹试件经历弹性变形和弱强化两个阶段,顺纹试件经历弹性变形和压溃两个阶段。对柠条横纹试件动态屈服点后的应力-应变特性曲线,采用修正后的Johnson-Cook(J-C)本构模型进行拟合,获得良好的拟合度。     

包申格效应对X65管道钢管强度的影响

进口X65卷板制管后屈服强度明显下降，通过包申格效应试验，分析制管过程中的应力，应变对钢管屈服强度的影响，对进口卷板制管前后屈服强度的变化情况进行了详细研究，指出了影响钢管强度的几个主要因素。     

一种新的胶凝原油管流启动屈服应力测算方法

准确预测胶凝原油的启动屈服应力,是实现含蜡原油管道安全经济输送、避免"凝管"事故发生的关键所在。以管流试验数据为基础,分析了管道轴向受压时间差异对胶凝原油启动屈服应力测量结果造成的影响。结果表明:在管流装置中,启动屈服应力的测量值随测量管段长度的增大呈减小的趋势。结合三参数双曲模式触变方程,提出了一种基于非线性最小二乘拟合原理的数据处理方法,能够求得测量管长趋于无限短时胶凝原油的启动屈服应力,统一了对特定工况下凝油结构强度的评价标准。     

油气干线用钢管质量指标确定方法

建设一条管道,设计者的任务之一是根据适用性、可靠性和经济性的原则确定所用钢管的质量指标值,以此选购钢管(板)。屈服强度、屈强比、韧性等是钢管(板)的主要质量指标,合理确定这些指标的数值有相当难度。通过对管道用钢管的性能研究,结合对国内外相关研究成果的分析,提出了在确定屈服强度时要考虑包辛格效应的影响、包辛格效应对屈强比的影响及其影响范围,并给出了管道用钢、钢管的屈服强度、屈强比和韧性指标值的具体确定方法。     

不同温度下两种管材应力应变特性的研究

通过对国产Ｘ６０螺旋埋弧焊管（ＳＳＡＷ）和进口Ｘ５２直缝电阻焊管（ＥＲＷ）的温度拉伸试验,研究了两种钢管母材和焊缝的应力应变特性。试验结果表明,两种焊管的屈服强度和抗拉强度随温度的降低而提高,断后伸长率、最大均匀变形断面收缩率、断后断面收缩率以及屈强比随温度降低而降低;两种焊管母材应力应变曲线特征为连续屈服,而焊缝为非连续屈服,存在明显物理屈服现象;Ｘ６０ＳＳＡＷ焊管母材与焊缝强度基本相当,Ｘ５２     

螺旋埋弧焊钢管卷制中包申格效应的机理分析

分析了螺旋埋弧焊钢管生产中钢卷拆卷矫平、预弯成型过程中的正反受力变形。由于多晶体金属中部分晶粒的微塑性变形以及铁素体体心立方晶体受力后的位错反应、位错塞积或位错分解产生第二类残余内应力，用第二类残余内应力对包申格效应的产生机理进行了阐述说明。论述了包申格效应对钢管屈服值的影响。     

原油管道螺旋焊缝开裂原因分析

某原油管道在运行期间发生了螺旋焊缝开裂事故,通过对管道开裂处进行宏观检查、断口微观形貌分析、能谱分析、显微组织分析、硬度测试和材料性能拉伸试验,结果表明,螺旋焊缝中存在焊接缺陷,使得管道的承载能力降低,在积水的作用下发生了螺旋焊缝开裂。     

X52石油管材的J积分试验研究

通过对X52薄壁管材断裂韧性的试验研究,包括试样制备、试验原理、试验程序等,得到了X52薄壁管材母材和焊缝材料的J积分值,为进一步研究该管材在石油管道工程中的承压能力和安全性等问题提供了理论分析依据。指出对这样的管材做小试样的J积分试验来测试其断裂韧性既方便、合理,又经济。     

国内外螺旋焊接钢管制管概况

分析了国内外螺旋焊接钢管的制造情况,通过对母材的物理、化学性能对比指出,国外生产的X65、X70低合金钢,在强度、韧性、可焊性等方面,比国产的A3、16Mn钢更适合当今输油管道的制管要求。在钢材冶炼过程中,加入多种微量元素是提高钢材材质的重要措施,高强度、低合金钢是解决轧制过程中板卷问题的关键。制管机组成型器的大桥和转盘由固接改为铰接后,在调整焊缝间隙时,不再会影响管径的尺寸了。由内成型器替代外成型器,减少了成型管子的残余应力,使管子的后变形小,保证了管子的几何尺寸,提高了制管质量。在国内,加强老机组的改造和成型理论的研究是制管行业的迫切任务。     

国外X80管道钢管的研究与应用现状

综述了国外在高钢级X80管道钢管方面的开发和应用状况，管材的研究目前正向更高屈服强度、更高韧性和易加工的方向发展，使用高钢级管材是提高管道设计压力的主要途径，同时，在同样的设计压力下使用高强度管材可养活钢材的消耗量。以德国Ruhrags管道为例，介绍了国外高钢级管道钢管X80的实际质量水平，包括管道钢的合金化、控制轧制和控制冷却工艺，并就高钢级管道钢管的部分热点问题如富气输送、高钢级管道钢管的焊接和裂纹扩展止裂等进行了讨论和分析。