管线钢的韧化4和ppt课件.ppt

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1、管线钢的包申格效应1.基本概念2.制管过程中的应力—应变3.一般规律4.影响因素1基本概念●一般拉伸试样钢板（卷）强度(TensileSpeciment)●压平试样钢管测试强度(FlattenedTensileSpeciment)●环状试样钢管真实强度(Ring-ExpansionSpeciment)●形变强化●包申格效应形变强化管线钢的应力应变曲线=kn(n=0.2)屈服平台连续应力应变曲线包申格效应2.制管过程中的应力—应变钢管成型过程及应力、应变分析3.一般规律钢管测试屈服强度与钢板屈服强度间的关系○15%○40～8

2、0MPa4.影响因素强度水平强度越高，包申格效应越大屈强比越大，包申格效应越大管线钢屈强比对钢板与钢管屈服强度差值的影响（钢级X52～X70；管径610～1422㎜；壁厚7.9～25.4㎜）形变量当应变量〈2%形变量↑包申格效应↑形变量对钢管与钢板间屈服强度变化值的影响▼UOE管→应变量2%→形变强化▼螺旋管→应变量2%→包申格效应t/D对钢管与钢板间屈服强度变化值的影响显微组织●少珠光体钢X65（448）→469MPa○针状铁素体X70（482）→469MPa钢管真实屈服强度管体真实屈服强度与板材屈服强度间关系管线钢的断

3、裂和韧性1.韧性评价2.韧性设计3.韧性设计的相关因素4.韧性的控制1.韧性评价●CVN脆化三要素▼应力状态（三向不等拉伸应力）▼温度▼加载速率●DWTT▼全板厚▼扩展路径KcGcJcc2.韧性设计起裂原则CVN～ac止裂原则﹡预测BMI公式CVNBMI=2.385×10-5H2(D/2)0.5t1/3﹡实测全尺寸爆破试验﹡验证当预测值大于94J时，预测值小于实测值﹡修正Leis公式CVNLeis=CVNBMI+0.002CVNBMI–21.18断口分离﹡确定当CVN/CV100>1.25CVN=1.5CVNLeis断口形貌原则

4、脆性断裂：460m/s20%SA韧性断裂：460m/s20%SADWTT85%FATT强度水平3.韧性设计的相关因素英国能源部对管线钢的韧性要求钢级X52X56X60X65X70平均（J）最小（J）36273930423245344937管壁厚度Charpy随试验温度的变化（℃）管道壁厚（mm）输气管输油管2020～26T-10T-20TT-10T为管道设计温度管径输送介质钢管断裂速度Vd(m/s)脆性断裂460～900韧性断裂275介质减压波速度Vm(m/s)原油1500天然气400减压波速度的影响因素※压力※温度※热值（组

5、分）富气输送富气：天然气含已烷、丙烷、丁烷等重组分富气程度越大热值越高减压波速度越低●钢管部位部位试验温度（℃）平均CV（J）最小CV（J）DWTT（SA%）母材HAZ焊缝-1000644040442525505045TAPS管线螺旋埋弧焊管的韧性要求（X65；工作压力：7MPa；设计温度：-10℃)●环境※低温※腐蚀4.韧性的控制●晶粒控制晶粒大小有效晶粒(a)贝氏体(b)贝氏体+马氏体(c)针状铁素体裂纹裂纹裂纹不同组织的有效晶粒控轧温度、时间晶粒大小控轧冷却速度有效晶粒大小夹●夹杂物控制△类型Ⅰ型（球状）Ⅱ型（枝晶状）

6、→易变成长带状Ⅲ型（角状）△危害类型：Ⅱ型数量尺寸：>2～5m△控制措施减少夹杂物(S≤5ppm，P≤50ppm)变态处理(Zr、Ti、Re、Ce、Ca)Ca处理对X65和X70韧性的作用△组织控制