X65管线钢焊接接头低温韧性及安全评定的研究

研究了API5LX65海底管线钢焊接接头的力学性能和低温断裂韧度。采用欧共体提出的SINTAP方法，对焊趾处含有表面裂纹的X65管线钢焊接接头进行了安全评定。根据ISO标准(BS7448)，以裂纹尖端张开位移(CTOD)作为断裂韧度参量，测定了管线钢焊接接头0℃时的断裂韧度。对于热影响区试样，对其进行剖面金相显微组织分析，判断裂纹尖端是否落在粗晶区，确保试验结果的有效性及可靠性。根据全焊缝拉伸试验结果，建立了X65管线钢焊接接头焊缝的一级、三级评定曲线。     

冲击吸收功在海底油气管道安全评定中的应用

采用欧共体提出的结构完整性评定方法，对含表面裂纹和埋藏裂纹的AP15L X65管线钢焊接接头进行安全评定。评定根据夏比冲击试验得到冲击吸收功。从而估算断裂韧性KIC来建立评定点进行零级评定；同时根据裂纹尖端张开位移(CTOD)试验结果进行一级评定并对二者进行了比较。评定结果表明，不论是采用零级或是一级评定，各评定点均在评定曲线定义的范围内，说明该结构是安全的。因此，在不能得到其他断裂韧性值的情况下，采用冲击吸收功进行零级评定是切实可行的，且其结果偏安全。     

基于BS7910含缺陷X80钢焊接管道的安全评定

根据英国标准BS7448,制备带预制疲劳裂纹的三点弯曲(three point bent,TPB)标准试样,对X80管线钢焊缝、热影响区和母材进行0℃断裂韧度试验,根据CTOD(crack tip opening displacement)试验结果,结合材料的力学性能、载荷条件,采用英国BS7910结构完整性评定方法的1A、2A评定曲线,针对焊缝内部的深埋裂纹,对X80钢管道焊缝进行安全评定。通过迭代计算确定含有深埋裂纹X80钢管道焊缝中的容许裂纹尺寸。     

大厚度高强钢焊接接头CTOD允许值的研究

CTOD作为焊接构件韧性的评定标准之一,已经应用于各个领域,但是,国内CTOD准则的理论基础相对比较薄弱,对于大厚度高强度钢板焊接接头CTOD允许值的讨论已成热点,基于英国标准BS 7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,将60 mm厚EQ70高强钢CTOD试样的单边疲劳预裂纹作为缺陷,结合焊接接头的CTOD试验结果,对其焊接接头热影响区进行失效评定。同时采用扫描电镜对EQ70焊接接头粗晶区微观组织进行分析。结果表明,焊接接头热影响区的CTOD试验值都在可接受缺陷范围内,且其热影响区存在有利于韧性的良性组织,为高强钢CTOD的允许值取值提供了思路。     

焊缝区中裂纹的J积分和失效评定曲线的研究（一）

本文用弹塑性有限元的方法对16MnR母材及焊接热影响区和焊缝组合的对接焊接接头中裂纹做了大量J积分计算,对16MnR材料及其焊接接头中裂纹的失效评定曲线进行了研究,探讨了焊缝和焊接热影响区对失效评定曲线的影响,提出了焊缝区裂纹可采用的工程失效评定曲线制订方法。     

海洋平台吊点失效分析及安全评定

用有限元方法对某海洋平台吊点焊接结构进行应力分析，计算结果表明，吊点最大等效应力出现在吊点板与筒体连接的纵向焊缝下端；同时，对吊点焊接接头进行裂纹敏感性试验分析和断裂韧度(COD)的测试。试验结果表明，该吊点用钢在厚度方向上无论是塑性还是韧度均较低，存在层状撕裂倾向。另外，依据BS6235规范对该吊点最大等效应力发生处的焊缝进行断裂性能安全评定，给出该处的容许缺陷尺寸。     

止回阀焊缝安全评定研究

分析了复杂载荷条件下止回阀焊缝的应力分布,研究了焊接模拟试件的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、疲劳性能、疲劳裂纹扩展速率和门槛值等性能,采用国际上应用的安全评定体系BS7910对止回阀环焊缝中存在的未熔合缺陷进行了安全评定。     

基于等效结构应力法的T型焊接接头剩余寿命分析

针对已服役结构的剩余寿命问题,利用美国 ASME 标准中的等效结构应力法,对含初始裂纹缺陷的 T 型接头进行剩余寿命评估,利用试验数据对等效应力法求解剩余寿命进行了验证,对比了不同初始缺陷尺寸对焊接接头剩余寿命的影响.同时,基于英国 BS７９１０ 标准中的剩余寿命计算方法,得到了一阶Paris 曲线及修正后的二阶 Paris 曲线下 T 型接头的疲劳剩余寿命,将 ２ 个标准所得结果进行对比.结果表明:含有初始裂纹对 T 型接头寿命结果影响很大;基于结构应力法求解疲劳寿命时,所得结果值接近试验结果及基于 BS７９１０ 标准中得到的结果,证明该方法具有高度准确性.     

含缺陷钢结构焊接接头检测与评估

由于焊接热过程的作用,焊接接头较容易产生组织性能劣化、残余应力、应力集中以及各种焊接缺陷。焊接缺陷的存在严重影响了焊接结构件的质量和安全使用,因此对含缺陷焊接接头进行安全性评估具有重要的工程应用价值。基于综合考虑含缺陷焊接接头的缺陷检测手段和BS 7910缺陷规则化表征处理的方法,对BS 7910中失效评估图的级别以及相应级别下针对含缺陷焊接接头评估点坐标确定过程中所涉及的应力种类和修正因子进行探讨,为工程实际利用BS 7910对焊接接头进行评估时的缺陷检测手段选择、缺陷规则化表征处理以及失效评估图级别的选择、评估点坐标的确定提供参考。     

基于BS7910的塔式起重机臂架结构安全评定方法研究

以TC6030型塔式起重机为研究对象,运用Abaqus建立塔式起重机臂架结构的有限元模型,结合断裂力学理论,基于BS7910三级断裂评定标准,对塔式起重机上出现的平面裂纹进行断裂评定,计算评定参数,绘制失效评定图(FAD),从而展开适用于塔式起重机臂架结构安全评定方法的流程和方法的研究。评定结果显示,该臂架结构上3处裂纹缺陷均处在安全范围内,臂架结构仍可正常运行。     

APPLICATION OF SINTAP TO THE SAFETY ASSESSMENT OF X65 PIPELINE STEEL

0 INTRODUCTIONFlaw assessment concepts based on fracture mechanics arebeing increasingly used in industrial regulations and standards. Aconsiderable number of guidelines and procedures are availablewhich are partly based on each other but also exhibit sig…     

蠕变—疲劳交互作用下结构缺陷评定方法的比较

电力装备以及石化设备的工作温度和压力呈现出日益增长的趋势,蠕变以及蠕变-疲劳交互作用成为高温设备失效的主要机制之一.文中介绍国际上几部主要缺陷评定标准,R5、BS7910、RCC-MR规程、日本JNC方法以及我国高温缺陷评定方法的最新进展,基于工程应用案例分析,比较不同规程缺陷评定方法的优劣,分析结果显示R5规程更符合实验结果,最后对进一步完善我国缺陷评定规范提出一些意见.     

尿素合成塔缺陷评定

为确保尿素合成塔安全运行，采用失效评定图对尿素合成塔进行了缺陷评定。鉴于有限元分析技术可以针对尿素合成塔这一特定结构建立精细的分析模型进行参数分析，能够大大地提高结果的准确度，采用有限元方法计算评定参数。建立含裂纹结构的尿素合成塔缺陷三维分析模型，通过节点位移插值计算应力强度因子；基于塑性屈服和裂纹稳态扩展准则求得结构的极限载荷；利用SINTAP中的失效评定曲线进行缺陷评定与1～4年后的安全预评定。结果表明，目前设备处于安全状态，安全裕度为0．2026，1—2年后设备仍安全，第3年临界安全，第4年设备失效。     

含局部减薄缺陷圆柱壳的评定方法

在含局部减薄缺陷圆柱壳承压构件的完整性评定中,BS 7910,API 579和Janelle评定方法备受关注。采用100多个纵向含矩形面积缺陷承压管爆破失效的试验剩余强度系数RSFb,检验和评价了三种评定方法中剩余强度系数RSF计算式的精度,当α=a/t≥0.7时,三种方法都可能不安全;对BS 7910单个矩形缺陷计算式RSFB的鼓胀系数作了重要修正,建立了改进的1级评定方法的计算式RSFL;并提出了类似于API 579 2级评定的评定方法。     

高温蠕变条件下表面裂纹扩展行为分析

裂纹的存在及其扩展严重限制着高温承压部件的使用寿命,而目前对结构三维蠕变裂纹扩展行为的认识及其预测仍比较有限。以典型耐热钢P91为例,在650℃下对其开展了不同应力和不同初始裂纹尺寸的表面裂纹蠕变扩展试验,通过断面观察获得了蠕变裂纹扩展形貌演化,并采用基于多轴蠕变损伤模型的有限元法、基于蠕变裂纹尖端参量C^*的有限元法以及英国标准BS7910推荐的简化计算方法进行表面裂纹蠕变扩展分析。结果表明,基于多轴蠕变损伤模型的有限元法能够合理地描述裂纹最终轮廓并准确地预测裂纹扩展时间。相比之下,基于C^*的有限元法和BS7910简化计算方法计算的裂纹形貌预测有明显偏差,并且较依赖于紧凑拉伸试样的蠕变裂纹扩展试验数据及其拟合的参数C和q,易导致过于保守的裂纹扩展时间预测。评估了不同计算方法对于表面裂纹蠕变扩展行为的预测能力。     

螺旋缝埋弧焊管焊接缺陷对使用性能影响的计算分析

用失效评定图技术和Prefis软件，结合具体实例及实物试验，将API标准允许范围内的焊接缺陷进行分析，在分析计算中，将焊接缺陷假设为裂纹类缺陷，并对一些复杂情况进行了假设，研究其对螺旋缝埋弧焊管（SSAW）使用性能的影响及其在水压试验后的扩展特性，结果表明：不超标缺陷可使钢管的极限承载能力有所降低，在目前的韧性水平下这种钢管不会发生脆性断裂，且缺陷（不超标）在水压试验后不会扩展。     

高温环境下在用压力容器检测与安全评估技术研究进展(二)——评估方法

综述了近年来国内外高温环境下在用压力容器缺陷检测技术，高温材料数据库及其安全评估方法的发展状况，内容分为检测技术及材料数据库和评估方法两部分。本部分介绍了世界上现有的高温环境下含缺陷结构完整性评定方法和规范，包括：美国ASME CC N－47案例，英国的R5，BS7910规范，法国的A16，德国的双判据方法以及最近发展起来的与时间相关的失效评定图法（TD－FAD），比较了其优缺点，同时针对我国下一步需要开展的研究工作提出了建议。