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1、第26卷第11期实验室研究与探索Vol.26No.112007年11月RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYNov.2007在役管道材料的低周疲劳性能测试122李亚平,焦中良,帅健(1.中国石化管道储运分公司,江苏徐州221008;2.中国石油大学机电学院,北京昌平102249)摘要:对在役输油管道的X60材料进行了低周疲劳性能测试。拟合得到管道材料的应变2寿命曲线公式,依据管道材料的低周疲劳性能,预测该输油管道的疲劳寿命,为管道的安全维护提供了依据。关键词:管道;低周疲劳;试验;剩余寿命中图分类号:TE973;O34813文献标识码:A文章编
2、号:1006-7167(2007)11-0196-03LowCyclicFatigueExperimentsofPipelineSteelinService122LIYa2ping,JIAOZhong2liang,SHUAIJian(1.SinopecPipelineStorage&TransportationCorporation,XUZhou221008,China;2.ChinaUniversityofPetroleum,ChangpingBeijing,China)Abstract:Lowcyclicfatigueexperimentswereconductedfo
3、rX60inpetroleumtransmissionpipelineinservice.Strain2cyclecurvewasfitandpipelinefatiguelifewasevaluatedfromtheexperiment.Thestudymaybeusedasreferenceforthesafetymaintenanceofthepetroleumtransmissionpipeline.Keywords:pipeline;low2cyclicfatigue;experiment;remaininglifeCLCnumber:TE973;O348.3Do
4、cumentcode:AArticleID:1006-7167(2007)11-0196-03近年来,在我国一些地区的输油管道上打孔盗油坏是可能的。活动频繁发生,其危害之大、影响之广,前所未有。据为了解输油管道低周疲劳的可能性并预测输油管统计,某输油管线2000年至2004年9月15日,发生道的疲劳寿命,本文试验测试了某在役管道管材低周打孔盗油案件至少1192次,造成管线停输达463次。疲劳强度。在低周疲劳实验中,材料的应力会随循环由于管线的频繁停输、启动,增加了管道疲劳失效的可次数的增加而出现上升或下降的趋势,即表现为材料[1]能性。的循环硬化或循环软化,该实验即通过此项
5、指标来估[2,3]疲劳研究领域包括高周疲劳和低周疲劳。一算该材料的循环累积性能。5般高周疲劳破断次数Nf>10,低周疲劳破坏次数Nf1实验过程5<10。高周疲劳常常又叫做“弹性疲劳”或“应力疲劳”,而低周疲劳又称为“塑性疲劳”或“应变疲劳”,低试件取自于某在役输油管道,管道的材质为X60,周疲劳循环中,材料所受的应力接近或超过屈服极限。其主要化学成分为01079%C,01939%Mn,01275%Si,从材料的拉伸曲线上可以看到,在屈服点附近应力值010014%S,010044%P,010052%N。管道规格为稍有改变,应变的波动很大。(711mm×10mm。该管线的最大操
6、作压力612MPa,[4]低周疲劳对输油管道的重要性可以从两个方面来最高运行温度50℃。试件均采用漏斗型试件,三理解。第一,输油管道在整个寿命期间,管道所受载荷个试件的横截面尺寸如表1所示:5变动的次数有限,按10加荷计算已经足够。第二,在试验在MTS810125液压伺服材料试验机上进行,管道中存在如腐蚀缺陷、管道的焊接修复等应力集中试验采用正弦波恒应变幅循环加载。应变幅:013%;的部位,这些地方已经进入屈服状态,出现低周疲劳破平均应变:0;加载频率:1Hz。试验温度与环境为室温、空气介质。收稿日期:2007-05-10作者简介:李亚平(1973-),大学本科,工程师。
7、第11期李亚平,等:在役管道材料的低周疲劳性能测试 197表1试件横截面尺寸213 滞后环Table1Cross2sectionsizeofspecimens图2、图3所示为试件A、B的部分滞后环,从图中尺寸试件A试件B试件C也可以看出材料表现为循环软化现象。厚度/mm7.947.67.26宽度/mm15.6215.6816.962 实验结果211 材料弹性模量表2为低周试验中两试件在第5000周的加载、卸载弹性模量。表2 材料弹性模量Table2Young'smodulusofthematerials图2 试件
