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1、2009年第2期 阀 门 —17—文章编号:100225855(2009)0220017205全焊接阀体管线球阀焊接接头的安全评估邬佑靖,徐泽亮(上海耐莱斯·詹姆斯伯雷阀门有限公司,上海201206)摘要 介绍了一种评价焊接接头安全性的方法———裂纹尖端张开位移(CTOD)断裂韧性试验方法,根据CTOD试验值,对埋弧焊焊接接头免焊后热处理的可能性进行安全评定。为大型全焊接阀体管线球阀制造提供科学依据。关键词 全焊接阀体;管线球阀;焊接
2、接头免焊后热处理;裂纹尖端张开位移(CTOD)中图分类号:TG44118 文献标识码:AAssessingthesafetyoffullyweldedbodypipelineballvalveWUYou2jing,XUZe2liang(ShanghaiNeles2JamesburyValveCo.,LTD,Shanghai201206,China)Abstract:CTODtestingisappliedtoassesssafetyoffully2weldedpipelineballvalve’sweldsw
3、ithoutPWHT(Post2weldedHeatTreatment)inthispaper.TheCTODvaluesofthesaidweldsaremeasuredaccordingtoBS7448,Fracturemechanicstoughnesstestspart2,andthesafetyandacceptabilityofthesaidweldsareassessedbasedontheirCTODvalues,whichcomplieswithAPI1104AnnexAandDNV2OS2401
4、.Itisareliableandscientificmethodologyforthedesignandmanufactureoffully2weldedpipelineballvalve.Keywords:fully2weldedbody;pipelineballvalve;weldswithoutpost2weldedheattreatment(PWHT);cracktipopeningdisplacement(CTOD)1 概述较高的残余应力,甚至产生焊接缺陷。焊接是阀体组装后的最后一道工序,体腔内有非金属
5、密封材料石油、天然气输送管道是一条能源供给线,线上橡胶和四氟塑料,不能进行焊后热处理。另外,在阀的紧急切断阀为全焊接阀体管线球阀。该阀安装在体焊接接头设计中,为对准和定位,在焊缝根部存在野外,远程操作,维护困难。阀门既承受管道内部压一条环形的装配缝隙,这一缝隙在内部压力和外部力,又承受外部载荷,如地基沉降、泥石流、地震、管道温度应力和地下水的电位腐蚀及应力腐蚀等,工载荷作用下,将产生几倍于正常工作应力的应力集况条件十分恶劣,要求具有30年以上的无维护使用中,难于处理。因此,阀体焊接接头的根部缝隙的应寿命。力集中、残
6、余应力、组织劣质化成为阀体结构中的薄弱环节,成为产品结构边界完整性的一个隐患。2 阀体特点3 分析全焊接阀体的焊接接头一般均设计为窄间隙厚壁埋弧焊。如Class600-20in1的球阀,焊接壁厚通过对大量的金属材料焊接结构失效事故进行为44mm。Class900-48in1球阀,焊接壁厚为140分析,其结果表明,大部分焊接接头失效是金属材料mm。所以阀体焊接为超大厚度筒状焊接接头。厚韧性不足造成的。接头中金属材料在焊接过程中快壁多层焊接过程是金属材料多次反复加热和冷却的速熔融又快速凝固,受到周边金属约束力的作用产过
7、程,导致焊接接头组织的不均匀性和劣质化,产生生较大的残余应力,而金属材料又多次反复经历熔作者简介:邬佑靖(1937年-),男,高级工程师,长期从事管线球阀的设计、制造和研究工作。标准分享网www.bzfxw.com免费下载—18— 阀 门 2009年第2期〔6〕融-凝固的相变过程,形成粗大的柱状晶粒,并产生行评估。在2种不同的无热时效处理的焊接工艺〔7〕析出、夹杂、气孔和微裂纹等缺陷,使材料的韧性明中,应用CTOD试验方法确定出最佳焊接工艺。显降低。由于事
8、故的复杂性,预言某一结构因某种根据CTOD试验结果,对EH36管线钢焊接接头焊〔8〕原因失效是困难的。但从统计学角度分析,大部分趾处的表面裂纹进行评定。对常用桥梁钢焊接结构的破坏是由于材料的韧性不足,由微小的Q370qE和Q345qD进行CTOD试验,分别计算材料缺陷引发疲劳裂纹,并不断扩展造成的。在脆断、韧脆破坏和韧性破坏时的CTOD值,作为修〔9〕由于焊
