高钢级管道环焊缝失效机理及修复技术研究.pdf

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1、分类号TE8学号152010329密级全日制专业学位硕士学位论文题目高钢级管道环焊缝失效机理及修复技术研究作者姓名陈安琦导师姓名、职称胥元刚教授冯耀荣教授学科（专业领域）名称石油与天然气工程提交论文日期2018年5月30日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并

2、表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________I中文

3、摘要论文题目：高钢级管道环焊缝失效机理及修复技术研究专业：石油与天然气工程（油气储运工程）硕士生：陈安琦（签名）指导教师：胥元刚（签名）冯耀荣（签名）摘要随着以陕京二线、三线及西气东输二线、三线为代表的高钢级天然气管道建成投产，其运行过程中发生的环焊缝失效问题引起了广泛关注。本文以不同材质、不等壁厚的高钢级管道环焊缝焊接接头为研究对象，从失效模式、失效原因和强韧性分布规律三个方面研究了其失效机理。同时以西气东输二线干线X80管道为研究对象，从失效控制角度研究了B型套筒修复高钢级管道环焊缝缺陷的可靠性，并掌握了焊接作业对主体管道性能的影响规律。研究结

4、果包括以下几个方面：1、高钢级管道环焊缝主要失效模式为断裂，主要失效原因是焊接缺陷和附加载荷。环焊缝缺陷以焊接缺陷和外观几何缺陷为主，多为叠加出现。其中，焊缝根部未熔合、焊缝冲击韧性低是导致环焊缝发生断裂的主要原因。2、不同材质、不等壁厚的高钢级管道环焊缝大多为强匹配，弯曲载荷将首先使焊接接头强度较低且壁厚较薄的一端发生失效。焊缝中心及热影响区的几个特征区域的冲击韧性分布存在显著变化，焊缝中心冲击韧性最低，并呈现从焊缝中心到母材方向增大的趋势。在热影响区内，熔合线与粗晶区的交叉区域冲击韧性较差，是整个环焊缝热影响区的薄弱区域。焊缝区域硬度高于热影响

5、区和母材，热影响区内部硬度分布差别显著，粗晶区具有较高的硬度值，向母材方向逐渐降低。3、通过全尺寸水压爆破试验验证了B型套筒可有效修复X80管道环焊缝缺陷，且B型套筒侧焊缝和角焊缝的焊接热影响对主体管道材质性能有一定程度的影响。整体而言，侧焊缝影响较小，角焊缝影响较大，晶粒度粗化会导致角焊缝正下方主体管道母材硬度升高，在弯曲试验时发生表面开裂，存在一定服役风险，应在修复后加密监控使用。关键词：高钢级管道；环焊缝缺陷；失效机理；修复技术论文类型：基础研究（本文得到国家重点研发计划项目“油气长输管道及储运设施检验评价与安全保障技术”(2016YFC08

6、02101)的资助）II英文摘要Subject：ResearchonfailuremechanismandrehabilitationtechnologyofhighsteelgradepipelinegirthweldSpeciality：Oil&GasEngineering(oil&gasstorageandtransportationEngineering)Name：ChenAnqi（signature）Instructor：XuYuangang（signature）FengYaorong（signature）ABSTRACTWiththec

7、ompletionandproductionofthehighgradenaturalgaspipeline,whichisndrdndrdrepresentedby2,3Shaanxi-BeijingGasPipelineProject,&2,3lineWest-Eastnaturalgastransmissionproject,girthweldfailureoccurredduringitsoperationhasarousedwidespreadconcern.Inthispaper,thefailuremechanismofhighgra

8、desteelpipegirthweldedjointswithdifferentmaterialsanddifferen