试样减薄方式对落锤撕裂试验结果的影响

为了研究不同减薄方式对管线钢管落锤撕裂试验结果的影响,通过开展大量的落锤撕裂试验,得到不同壁厚试样的韧脆转变温度,并与SY/T 6476标准试验温度的降低量进行对比分析。结果显示,对于厚壁管线钢管,试样减薄方式对DWTT韧脆转变的影响十分显著,双面减薄试验的韧脆转变温度降低量与SY/T 6476—2017标准规定等效温度降低值基本一致,单面减薄试验的韧脆转变温度降低量明显大于标准规定的等效试验温度降低量。研究表明,按SY/T 6476—2017标准规定的温度降低量要求进行减薄试样落锤撕裂试验时,单面减薄的试验结果比双面减薄更偏于危险。建议当试验机能力无法满足需要而必须对试样进行减薄时,应采用双面减薄试样代替全壁厚试样;如果采用单面减薄试样进行试验时,则应比SY/T 6476—2017标准规定降低更多的温度。     

中厚壁钢管产生DWTT无效试样的原因分析及预防措施

落锤撕裂试验(DWTT)作为一种比较可靠的高强度高韧性管线钢的断裂判据,简单可靠。但是中厚壁钢管DWTT试验经常产生解理断裂部分塑性变形大的逆向断口,使试样无效。简单分析了中厚壁钢管产生DWTT无效试样的原因是材料脆性增加和试样V形缺口。并提出通过降低原材料韧脆转变温度和采用“人”字形试样缺口,可有效降低逆向断口出现的频率。     

试样厚度及落锤试验方式对X70 DWTT性能影响的研究

为了研究试样厚度及落锤试验方式对X70 DWTT性能影响,分析了不同厚度DWTT试样在不同试验温度下剪切面积的变化规律,对比了落锤试验机和摆锤试验机两种不同试验方式下原壁厚及减薄试样剪切面积随温度的变化规律。结果表明:随着试样减薄,DWTT的韧脆转变温度也随之下降,而且对于评价合格有利;当试样厚度达到26 mm以上或18 mm以下时,厚度效应不十分明显,温度效应大于厚度效应;摆锤试验和落锤试验对于30 mm的原壁厚试样DWTT剪切面积无明显影响,但对于19 mm的减薄试样,摆锤试验的韧脆转变温度高于落锤试验,影响较为明显。     

X70厚壁海管DWTT减薄试样与全壁厚试样的对比分析

使用常规落锤试验机与大能量摆锤冲击试验机两种机型,对准762 mm×31.8 mm X70MO直缝埋弧焊厚壁海管进行了DWTT减薄试样(单面减薄及双面减薄)与全壁厚试样系列温度试验,利用Boltzmann函数对试验数据进行了拟合,得出了试验温度与断口剪切面积的关系曲线,确定了减薄试样与全壁厚试样的韧脆转变温度,对其进行了对比分析。结果验证了厚壁钢管使用减薄试样时,应降低相应的试验温度;同时得出在相同试验温度下,单面减薄试样的试验结果优于双面减薄试样(壁厚中心试样)等结论,并提出了相关建议,希望对以后的试验研究有借鉴作用。     

微观组织对管线钢落锤性能的影响研究

为了提高输送管道安全性,保证管体开裂后材料具有一定的止裂能力,采用大能量摆锤冲击试验机研究了壁厚对X80管线钢 DWTT 剪切面积和能量密度的影响,并利用金相显微镜和透射电镜分析了带状组织、位错、组织均匀性等对 DWTT 性能的影响。结果显示,随着钢板厚度的增加,管线钢的韧脆转变温度升高,韧脆转变区的能量密度降低;高硬度粗大的M/A组织带会严重恶化DWTT 性能;而细小均匀的贝氏体组织使管线钢具有较高的 DWTT 性能。研究表明,优化连铸工艺减轻中心偏析,优化控轧控冷工艺以及消除钢板心部带状组织,提高钢板壁厚方向组织均匀性对改善厚壁管线钢低温落锤性能有显著作用。     

大壁厚高钢级管线钢DWTT断口分析

对不同缺口形式和不同厚度的大壁厚高钢级管线钢试样进行了落锤撕裂试验,并对断口形貌进行了研究。结果表明:API RP 5L3对无效试样的定义已经不适用于大壁厚高钢级管线钢;大壁厚高钢级管线钢的DWTT压制缺口试样出现异常断口的几率较大。建议在试验时尽量采用人字形缺口的全壁厚试样;对于大壁厚高钢级管线钢,不管何种缺口形式的落锤撕裂试样,其断口都容易出现分离现象。     

管线钢管韧脆转变温度影响因素分析

研究了不同温度下螺旋埋弧焊管母材横向取样和纵向取样落锤撕裂试验(DWTT)韧脆转变温度(FATT)的变化情况,分析了材料晶粒度、化学成分、应变速度、显微组织和缺陷等因素对韧脆转变温度的影响.结果表明:细化晶粒,提高管线钢的纯净度,控制DWTT锤击速度,控制管线钢中各种组织成分的比例,减少材料内部尖锐缺陷等均有利于提高管...     

X70级管线钢不同缺口形式的落锤撕裂试验研究

在不同试验温度条件下,对各种缺口形式的X70级管线钢DWTT试样进行了落锤撕裂试验,并对试验中的有关数据进行了分析.试验和分析结果表明：X70级管线钢在室温下具有很高的断裂韧性,破坏后断口有明显的分层现象;X70级管线钢韧脆转变温度在-20 ℃～-30 ℃之间;在一定温度范围内,压制缺口试样异常断口出现的概率较大;异常断口的出现是由形变硬化、温度等因素造成的.针对高钢级管线钢出现的异常断裂现象,有待于改进断口的评价标准,以使其更客观地反映材料的止裂能力.     

关于DWTT的管线钢产品标准和试验标准对比分析

对比分析了国内外目前常用钢管产品标准对管体落锤撕裂试验(DWTT)的规定以及DWTT标准的差异.通过对比分析得出:对高钢级壁厚大于19 mm的管线管,DWTT的取样、试验方法以及温度降低幅度等需要进一步深入研究,以补充或完善标准不足.建议X52及其以上钢级,外径≥508 mm,壁厚≥8mm的管线钢管应考虑进行DWTT,...     

K60级管线钢低温断裂韧性分析

以俄罗斯管线工程中采用的K60级管线钢为研究对象,通过-15℃落锤撕裂试验和-40℃夏比冲击试验对钢板的低温断裂韧性进行了系统的统计和分析.试验结果表明,随着壁厚的增加,K60级管线钢夏比冲击韧性变化不大,DWTT性能严重下降.指出,在大壁厚管线钢钢板生产中应着重注意DWTT性能的稳定性.     

X100管线钢管的技术要求及研究开发

结合X100管线钢管开发研究成果,对X100管线钢管开发研究中普遍关注的断裂控制、高屈强比、各向异性、缺陷容限和韧脆转变行为等主要问题进行了分析讨论。研究结果表明,用DWTT试验和Battelle总结的85%SA对应温度经验方法能准确预测X100钢管的韧脆转变温度和断裂行为;目前只有全尺寸实物爆破试验法是适用于X100管线裂纹止裂行为预测的可靠方法。因此,X100管线钢管的应用还需根据具体管线服役工况,在API SPEC 5L标准基础上,补充屈强比、止裂韧性及DWTT等关键技术指标的要求,以保证X100管线的服役安全。     

基于应变设计的大应变X100管线钢的成分设计与开发

介绍了日本新日铁公司开发的适用于基于应变设计的大应变低Mo含量高强度X100管线钢的成分设计,在实验室研究了Mo和Cr对强化能力的影响,并进行了低Mo含量16 mm厚度X100管线钢管的试生产。研究了试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管热力时效前后的力学性能,如落锤撕裂试验性能以及母材和焊缝区的V形缺口夏比冲击性能等。试验结果表明,试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管具有优异的低温韧性和焊缝韧性。     

不同缺口类型X100钢管的韧性特征及断裂规律

止裂韧性是管线钢的一项重要性能指标,准确测定钢管的止裂韧性对于保证管线的安全运行具有重要意义。为此,采用不同温度下的落锤撕裂试验(Drop Weight Tear Test,DWTT)研究了人字形和压制V形2种缺口X100钢管的能量特征,从吸收能、断口剪切面积、总吸收能、起裂能和扩展能等方面对其能量进行了表征和分析,同时进行了不同温度下的夏比V形(Charpy V-type Notch,CVN)冲击试验,对比分析了不同缺口类型X100钢管DWTT能量密度与CVN能量密度的变化。结果表明:相对于人字形缺口试样,压制V形缺口试样的总吸收能较高,韧脆转变温度较低,能量密度较高,扩展能与总吸收能之比较低,总吸收能和扩展能对温度较为敏感,起裂能则对温度不敏感;起裂能量密度、扩展能量密度与总能量密度之间,以及起裂能量密度与CVN总能量密度之间具有线性关系;相对于CVN冲击试验,DWTT所得到的韧脆转变温度较高。通过DWTT与CVN的对比分析,推荐采用Battelle能量关系式来建立DWTT与CVN的能量关系。     

管体横向拉伸试验预加载方式的可行性分析

螺旋埋弧焊管管体横向拉伸试验中,屈服强度(R10.5)和屈强比的试验数据往往存在较大波动.通过对比预加载试样、无预加载试样和理想状态试样3种情况下的拉伸试验,发现试样的不平度是造成试验结果不确定度的主要因素,探讨采用预加载方式进行管体横向拉伸试验的可行性.提出减小拉伸试验结果的不确定度可以采用1次压平,试样采用载荷不宜...     

低温环境下地面输气管道最低温度计算方法

为避免发生低温脆断,油气输送管材标准通常都规定了管材冲击功及冲击试验温度。为了确定管材冲击试验温度,必须先确定管道最低设计温度,即管道在正常工作过程中管壁可能达到的最低温度。为此,首先采用数值方法,同时考虑管内介质流动和管外环境散热影响,建立了管道壁温耦合传热计算模型;为了便于工程应用,进一步修正提出了一种计算低温环境下钢管最低壁温的工程计算方法。数值计算得到的管道截面气体平均温度与苏霍夫公式计算结果相对差值小于5%,工程方法计算得到的管道最低壁温与数值计算结果绝对差值不超过0.5 ℃,这就说明所采用的两种最低温度计算方法准确、有效。研究结果还表明,低温环境下地面输气管道最低壁温随着输气量的减小而降低,因而在确定管道最低设计温度时,应限定管道正常工作过程中的最小输气量,以此为基础来计算确定低温环境下管道的最低壁温。