X70鋼焊接接頭在海水中的應力腐蝕行為研究.pdf

1、海底管道作為一種焊接結(jié)構(gòu),擔負著輸送石油、天然氣等介質(zhì)的重要任務.在管道加工制造和使用過程中,結(jié)構(gòu)內(nèi)不可避免地產(chǎn)生裂紋和類裂紋缺陷.而結(jié)構(gòu)在環(huán)境中使用時,一旦發(fā)生應力腐蝕,這些缺陷將決定著結(jié)構(gòu)的使用壽命.為了模擬和反映結(jié)構(gòu)在海水中發(fā)生應力腐蝕開裂的狀況,采用預制疲勞裂紋試樣對X70管線鋼在海水中應力腐蝕行為進行了研究.本文通過楔形張開加載恒位移試驗,在實驗室環(huán)境中采用具有代表性的3.5﹪氯化鈉水溶液,對X70鋼焊接接頭的應力腐蝕性能進行

2、研究,測出并計算了焊縫和熱影響區(qū)的應力腐蝕臨界強度因子和應力腐蝕裂紋擴展速率.熱影響區(qū)和焊縫的臨界應力強度因子K<,ISCC>分別為55.7093 MPa·平方根m和37.9989 MPa·平方根m,裂紋擴展速率da/dt分別為3.38×10<'-9>mm/s、3.9×10<'-9>mm/s.試驗結(jié)果表明,焊縫比熱影響區(qū)具有更高的應力腐蝕敏感性.根據(jù)幾何模型,使用ANSYS計算并繪制了沿裂紋方向的靜水壓力分布圖,沿裂紋方向的三軸應力分布

3、圖和沿裂紋方向的氫濃度分布圖.其有限元的數(shù)值分析結(jié)果和試驗結(jié)果是一致的.基于"合于使用"原則,采用K準則的缺陷評定方法和應力腐蝕裂紋擴展速率評定方法,對實際使用中的X70管線鋼進行安全評定.K準則的缺陷評定方法是以K準則為基礎,將缺陷處的應力強度因子與試驗得到的材料的臨界應力強度因子K<,ISCC>相比較,若K<,I>,則裂紋不擴展,安全；若K<,I>,則裂紋起裂擴展,這種情況下,裂紋擴展到什么程度將