关于压力管道缺陷评定中焊接残余应力的处理分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com焊接l998(1)·l5·哩!I生产应用l矗i日i．．压力管道缺陷评定中焊接残余应力的处理分析南京化I大学周剑秋摘要分析了压力管道对接焊缝焊接残余应力的产生机理和分布规律，提出了在压力管遭缺陷评定中如何处理焊接残余应力的方法。RESIDUALSTRESSANALYSISANDTREATMENTDURINGDEFECTASSESSMENTFORPRESSURIZEDPIPEZhouJianqiuAbstractThereasonofwddingrc．sidua]stzes$creatingandtsdistzibutiou1Tl

2、pre~urizedpipebuttwddananat~zedsothattheproceduretotreatresidualstre~duringdefectas．]cssp．qenfforthepipeputforward关键词：焊接残余应力压力管道姨陷评定准_2判为超标的缺陷，必须进行返修或更换管O前言道．但是，这一方面工作量很大，要花费大量人压力管道广泛应用于化工、石油和城市公力、物力；另一方面，如返修得不好，还会带来新用工程(电力、煤气)等领域．担负着各设备之间的缺陷．甚至造成更大的危害。因此，如何对这的介质传递。但在企业设备的安全管理中，对些含缺陷压力管道作出

3、科学的合乎使用要求的压力管道的重视程度一直不如压力容器，从而评定是使在役管道安全运行急需解决的重大工导致了许多人身伤亡和财产损失事故。由于管程问题。道都是现场吊装组焊，很多是空中作业，操作条我国目前还没有自行编制的压力管道缺陷件差，焊接坡口难对准，而且又是单面焊双面成评定规范，目前的趋势是在借鉴和消化国外具形，因此管道焊缝中太都存在着超标缺陷。根有代表性的规范1]-基础上编制适合于我国的据文献[1]等行政技术文件，对于按质量控制标规范。在此过程中，碰到的难题之一是如何分参考文献4结论l周振丰焊接抬盘学北京：机械工业出版社，1995(1)用应变电测法可以定量测出锤击力并2国家

4、机械委编焊接材料产品样本．北京：机械工业出版社．1987得出P一曲线。0．45kg(1b)和0．91kg(23MitsuguMotomttraApresentandviewofile~,pr。-b)手锤对焊缝的作用应力，均超过各种铸铁的∞sscasting—forging了，i=^，1994(2)破坏应力．是影响锤击效果的基本因素。4术井九之了j／铁铸造锻造+锻造技撮1994(2)锤击程度、锤击时机、母材塑性及第一(4)层的电流，是影响锤击效果的重要因素。f收稿日期]99710加)维普资讯http://www.cqvip.com·l6·焊接1998(1)析焊接残余应力对压力

5、管道缺陷评定的影响。2轴向残余应力分布规律研究综述因为焊接残余应力是确实存在的，但文献[3]中却没有考虑焊接残余应力，在二次应力中只提对于对接环焊缝内的环向缺陷来说，根据及热膨胀应力，并且目前还没有文献就此作出断裂力学的结论，使其产生启裂扩展的应力主说明。故分析焊接残余应力对压力管道断裂的要是轴向应力，故本文仅对轴向残余应力分布影响是十分必要的。规律进行阐述。在这方面，国外已做了不少研究工作。RybiehiEF首先进行了这方面的工1管道对接焊残余应力产生机理作H’，建立了管道对接焊残余应力的计算模目前，在对工业管道进行无损检测时，发现型和有限元程序，对残余应力的分布进行了初

6、管道中的缺陷主要是对接环焊缝中的环向缺步分析。YUeda等人进而做了具体的实验陷，故本文主要分析管道对接焊残余应力的产研究和数值计算，其中实验试件为4B管道，采生机理。管道对接焊产生的残余应力又分环向用多层焊对接后，实测了与焊缝不同距离的管残余应力和轴向残余应力。壁内外表面的残余应力，并利用测得的温度分11环向残余应力的产生机理布对试件进行了热弹塑性有限元分析。鉴于当管道环向对接焊焊后，由于冷却，焊缝金属时的计算速度和内存容量有限，无法直接对试在环向存在着明显的收缩，但这种收缩显然受件进行三维非线性热应力分析，因此计算时采到与之相联的管道周边的限制，即变形具有明用了轴对称模

7、型进行三维热应力分析。由实验显的自限性(图1)。这使得环焊缝内部产生了结果和计算分析(图2)可知，整个管壁内外表较均匀的拉伸残余应力。面的轴向残余应力呈近似对称分布，对焊缝内缺陷启裂扩展能够产生影响的主要是靠近焊接熔台线区域的残余应力，在这个区域内，管内壁为拉伸残余应力，管外壁为压缩残余应力，呈近似对称分布，并且随著与焊缝距离的增大，管外图1管道环焊缝冷却收缩示意图壁的残余应力由压缩变为拉伸．管内壁的残余12轴向残余应力的产生机理应力由拉伸变为压缩。SNair[等人则对304轴向残余应力由两部分叠加而成：不锈钢管道