高匹配焊接接头的安全评定研究

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1、摘要海底管道作为一种焊接结构，担负着输送石油、天然气等介质的重要任务。但是由于焊接缺陷、残余应力、力学性能不均匀性等原因使焊接接头成为整个结构的薄弱环节。海底管道的塑性失效是石油生产过程中不可避免的问题。断裂力学的出现和迅速发展，为含缺陷管道的安全评定提供了理论基础。基于此，本文详细阐述了X52管线钢高匹配焊接接头的安全评定。本文根据BS7448标准在0℃下采用标准三点弯试样试验通过裂纹张开位移(CTOD)试验得到X52管线钢焊接接头各部位的CTOD值。采用目前较有影响的英国标准协会提出的BS7910标准和国际上最新的欧共体提出的SINTAP(StructuralInt

2、egrityAssessmentProcedure)“结构完整性评定方法”，选用国际上先进的失效评定图(FAD)技术对X52管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行了安全评定。根据母材和全焊缝拉伸试验结果，建立了X52管线钢焊接接头在不同标准下的各级失效评定曲线(FAC)。评定结果表明，应用BS7910标准进行评定时，各评定点不在评定曲线定义的范围内，说明该结构不能验收；而使用SINTAP方法评定，各评定点也不在评定曲线定义的范围内，此时结构是不可以接受的。本研究将SINTAP安全评定方法应用于管道结构，为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定了基础，具有实际的工程意

3、义和经济价值。由计算结果及评定图可以看出，在BS7910和SINTAP中，每一级对拉伸数据的要求都比前面的级别更加详细，得出的结果也相应地更加准确，保守性更低：SINTAP方法以修改的R6方法和ETM—MM方法为基础，详细考虑了焊缝和母材的屈服强度匹配影响，细分为屈服强度非匹配性低于10％或超过10％两种情况。因此，对焊缝和母材的强度不匹配进行评定，较BS7910，SINTAP要求更加具体和详细．BS7910提供了一个可供工程使用的体现sr与Lr相互影响的估量结构完整性的方法．在对管道进行结构完整性评定中不但要进行Sr的计算还要进行Lr的计算，评定工作量有所增加，但是用

4、Sr和Lr建立的失效评定曲线是不同的。在以Lr参量为横坐标的FAD中，失效评定曲线均在Lr=l前后有一陡降段，因此所有的失效评定曲线都会集中在一起。这样大大有利于建立适合工程应用的一条通用失效评定曲线。因此，采用Lr参量为横坐标比用Sr作横坐标具有很大的优越性。通过对管道环焊接头焊接缺陷的两种评定方法的分析和比较，可为建立适合的失效评定曲线都会集中在一起。这样大大有利于建立适合工程应用的一条通用失效评定曲线。因此，采用Lr参量为横坐标比用Sr作横坐标具有很大的优越性。通过对管道环焊接头焊接缺陷的两种评定方法的分析和比较，可为建立适合我国国情的高强度管道环焊接头缺陷安全评

5、定提供研究思路，具有一定的理论意义和工程意义。关键字：裂纹尖端张开位移；BS7910；SINTAP；失效评定图；安全评定；失效评定曲线；强度不匹配ABSTRACTIntheweldedstructureofoffshorepipelineusedtodeliveroilandgas，theweldedjointsaretheweaknesslocation．ThiSismainlybecausethereareinevitableweldingdefects，residualstressesandinh。【r【ogeneousmicrostructuresandpoor

6、mechaniealpropertiesintheweIdedjointzone．Intheproductionprocessofpetroleumandchemicalindustry，plasticfailureofpressurepipelinesiSnotavoidable．TheappearanceandrapiddevelopmentofFractureMechaniCSprovidesatheoreticalfoundationforthesafetyassessmentofpressurepipelineseoetainingdefects．ThiSpa

7、permainlyintroducesafetyassessmentofover—matchingweldedjointofX52offshorepipeline．InthiSstudy，throughtheCrackTipOpeningDisplacement(CTOD)testsconductedat0degreeandperformedaccordingtotherequirementsofthestandardofBS7448，Partl：MethodfordeterminationofKI。，criticalCTODandcri