高寒地區(qū)管道低溫脆斷控制技術(shù)指標(biāo)研究.pdf

1、本文結(jié)合斷裂理論和管道工程實(shí)例，對(duì)三種管道材料進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)(CVN)、落錘撕裂試驗(yàn)(DWTT)和裂紋尖端張開位移試驗(yàn)(CTOD)，分析了石油管道低溫脆性斷裂的影響因素，為低溫脆斷控制技術(shù)指標(biāo)提供一定的參考。對(duì) X80三通材料、X80 TMCP及 X70 TMCP干線管材料進(jìn)行系列溫度CVN試驗(yàn)和DWTT試驗(yàn)，通過CVN、DWTT能量和斷口表征評(píng)價(jià)三種材料的低溫韌性，揭示了石油管道材料壁厚對(duì)低溫韌性的尺寸效應(yīng)。最后，對(duì)X80三通材料進(jìn)

2、行了低溫?cái)嗔秧g度測(cè)試試驗(yàn)，研究得到了X80三通材料斷裂韌度隨試樣厚度變化的估算公式。
　　X80三通材料心部位置-60℃下剪切面積大于50％，沖擊功大于150J；X80 TMCP干線管材料心部位置-80℃下剪切面積大于70%，沖擊功大于200J；X70 TMCP干線管材料心部位置-60℃下剪切面積全部100%，沖擊功大于350J，顯示出良好的沖擊性能。對(duì)X70 TMCP干線管焊接接口 FL位置沖擊試驗(yàn)結(jié)果顯示出較大的波動(dòng)性，不宜作

3、為熱影響區(qū)評(píng)價(jià)位置。
　　X80三通材料、X80TMCP及X70 TMCP干線管材料隨著試樣厚度的增加，50%剪切面積韌脆轉(zhuǎn)變溫度均逐漸提高，試樣厚度達(dá)一定厚度，斷口剪切面積全部小于50%；隨著溫度的降低，50%剪切面積韌脆轉(zhuǎn)化壁厚逐漸減小，-40℃以下，斷口剪切面積幾乎都小于50%，脆性斷裂傾向嚴(yán)重。三種材料中X80三通材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍較寬，起始轉(zhuǎn)變溫度較高，X80 TMCP干線管材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍較窄，起始轉(zhuǎn)變溫度較低，

4、X70 TMCP干線管材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍較寬，起始轉(zhuǎn)變溫度較低，X80三通材料低溫下尺寸效應(yīng)最為明顯。
　　X80三通材料斷裂韌度測(cè)試試驗(yàn)中，隨著溫度降低，在P-V曲線中出現(xiàn)突進(jìn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)增多，而且試樣厚度越大，突進(jìn)點(diǎn)越多，試樣有效性也就更低；在一定范圍內(nèi)，較薄的試樣具有較大的斷裂韌度，隨著試樣厚度的增加，材料的斷裂韌度將逐漸減小，最終趨于一個(gè)恒定的較低極限值。對(duì)有效點(diǎn)進(jìn)行擬合得到 X80三通材料平面斷裂韌度估算公式，)307.5