Q1: Какие специальные факторы следует учитывать в прочности толстостенных стальных труб?
Прочность на толстостенную стальные трубы намного сложнее, чем у тонкостенных труб, и следует рассмотреть следующие факторы: во-первых, трехмерное распределение напряжения обруча, радиальное напряжение и осевое напряжение, используя хромую формулу вместо упрощенной формулы для тонких стен; Во-вторых, необходимо оценить разницу в характеристиках в направлении толщины, особенно z-направление, противоизлеванное, способность разрывать z-направление (скорость уменьшения участка или равна 35%); В -третьих, параметры прочности разрыва ползучести (например, 100, 000 Часы прочности выносливости) должны быть введены в условиях высокой температуры; В -четвертых, для чередующихся нагрузок требуется анализ усталости (коррекция кривой SN); Наконец, для коррозионных среда толщина стенки проектирования должна добавить 2-5 MM пособие на коррозию к расчетному значению ., таких как ASME B31 . 3 и GB/T 20801, предоставляют специальные методы проектирования.
Q2: Как проверить низкотемпературную вязкость толстостенных стальных труб?
The low-temperature impact test of thick-walled steel pipes has special requirements: the specimens need to be taken from 1/4 of the wall thickness (the most dangerous area), and samples are taken in the axial, circumferential and thickness directions; the standard Charpy V-notch specimens (10×10×55mm) need to be processed into full size, and when the wall thickness is insufficient, 7.5mm or 5mm small-size specimens can be used; the test temperature is set according to the minimum operating temperature (such as LNG pipes need to be tested at -196℃); the evaluation indicators include absorbed energy (such as X70 steel pipes -40℃≥60J) and shear area (≥85%); for extra-thick-walled pipes (>100 мм), тест разрывания веса (DWTT) также требуется для оценки производительности остановки трещины .
Q3: Каковы характеристики остаточного распределения напряжений толстостенных стальных труб?
Распределение остаточного напряжения толстостенных стальных труб показывает значительную градиентную особенность: внешняя поверхность обычно представляет собой напряжение сжимания (-200 ~ -400 МПа), внутренняя поверхность представляет собой растягивающее напряжение (100 ~ 300 МПа), а значение напряжения в сердечнике находится между двумя; Остатовое напряжение в зоне сварки сварной толстостенной трубы может достигать 80% от прочности урожая; Распределение напряжений влияет на производственный процесс, а пиковое напряжение горячей трубы на 30-40% ниже, чем у холодной нарисованной трубы; Остаточное напряжение может вызвать нестабильность размерности (например, деформация после обработки) и трещины коррозии напряжения; Распределение напряжений полной толщины может быть измерено с помощью дифракции рентгеновского излучения синхротрона или метода глубоких отверстий, обеспечивая основу для последующей термической обработки .
Q4: Каков механизм разрушения толстостенных стальных труб под высоким давлением?
Отказ высокого давления стальных труб с толщиной стенкой представляет собой многомодовые характеристики: под действием внутреннего давления внутренняя стенка обычно начинает давать и постепенно расширяется наружу (хромой эластичный раствор); Режим сбоя взрыва разделен на пластичный перелом (грибный порт) и хрупкий перелом (прямая трещина); Сварные трубы в основном начинают растрескиваться в зоне затронутой тепла, и существует очевидная стадия нестабильности пластика; Переломы, вызванные агрегацией полой полой, также могут происходить в условиях высокой температуры и высокого давления; Для дефектных трубопроводов требуется оценка механики разрушения (например, значение CTOD больше или равное 0 . 15 мм); Современный дизайн, как правило, основан на методе диаграммы оценки сбоя (FAD), который всесторонне рассматривает риски нестабильности пластика и хрупкого перелома.
Q5: Как оценить срок службы усталости толстостенных стальных труб?
Оценка усталости стальных труб с толщиной стенкой требует особых методов: во-первых, измерьте фактический коэффициент концентрации напряжения (такой как KT, больше или равный 2,5 в трубопроводном соединении) с помощью датчиков деформации; Затем проведите полноразмерные испытания на усталость (обычно 10^7 циклов), чтобы установить модифицированную кривую SN; Рассмотрим эффект толщины стенки (на каждые увеличение толщины на 10 мм, сила усталости уменьшается на 5-8%); Коэффициент снижения прочности усталости (например, класс FAT80) должен быть введен в сваренный сустав; Для коррозийных среды требуются тесты на усталость от коррозии (частота меньше или равны 1 Гц); Основываясь на линейной теории кумулятивных повреждений майнера, в сочетании с методом подсчета дождевого потока, выполняется прогноз жизни, и коэффициент безопасности обычно 3-5.
