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殘余應力對焊接鋼管質量及可靠性的影響(2)

閱讀次數[] 發布時間:2013-1-7 10:09:24

    環切法是從焊接鋼管上切取一長約300mm的管段,然后沿軸向切開,利用該環在周向、軸向、徑向的變形計算殘余應力。管段應具有一定的寬度,尤其是螺旋焊接鋼管,如果管段寬度過窄,切取可能會造成較大的應力釋放,切取及剖開的過程均可采用火焰切割。由于焊接鋼管的管徑及厚度越來越大,其重力的影響是不窩忽視的,在測量變形尺寸時,應尺量減小重力的作用。
     各種測方法的測量結果性質不同,盲孔法測量結果反映了表層及其附近區域約2mm范圍內的殘余應力;切塊法結果反映的是在切塊范圍內、整個厚度方向應力釋放平均的結果;切環法結果反映了在切環寬度整個厚度方向的平無度應力;X射線法僅能反映表面幾十微米的殘余應力,磁測法能夠測量幾個毫米深度的殘余應力,中子衍射和超聲波法的測量厚度可以達到幾十毫米。機械測量方法可靠性高、數據穩定性、可重復性優于物理測量方法,但對構件有破壞性,而且一般的物理測量只能對小試樣進行測量,但小試樣的殘余應力狀態與整體結構是有差別的。
    在焊接鋼管殘余應力研究中采用的測量方法主要包括:盲孔法、切塊法、切環法、X射線法,另外超聲漢波法、磁測法、中子衍射法也有應用。盲孔法、切塊法、X射線法在研究領域應用廣泛,由于切環法簡單、易行,在工程領域應用較多。
2 焊接鋼管殘余應力研究的主要成果
    焊接鋼管的成型方式可以分為UOE、JCOE、HSAW 成型方,由于在不同的成型方式中材料的變形流動方向和程度不同,所以其殘余應力也有較大的差別。
    螺旋焊接鋼管外控成型焊接鋼管的殘余應力為外表面接應力、內表面壓應力的分布特點,內脹成型螺旋焊接鋼管的外表面為壓應力,面內表面為拉應力。螺旋焊接鋼管成型下壓量也是一個重要指標,有文獻指出獲得低結構應力焊接鋼管的途徑,可以通過加大下壓量,使板料過量變形,獲得管徑小于標準管徑的管坯,在外控輥的摩擦作用下使其直徑增大,獲得標準管徑,同時其內部的殘余應力將為壓應力或低值接應力。
結語
    焊接鋼管在油氣輸送中起著至關重要的作用。在焊接鋼管制造中進行了過彎曲成型、焊拉接、水壓、彎管、防腐等工藝過程,由于加工造成的殘余應力是關系到焊接鋼管服役可靠性的重要因素。焊接鋼管的殘余應力與其成型工藝有非常重要因素。焊接鋼管的殘余應力與其成型工藝有非常大的關系,一般直徑焊接鋼管的殲余應力水平低、分布均勻,螺旋焊接鋼管的殲余應力水平高,且分布均勻性差。水壓試驗和擴徑可以有效降低殘余應力,便是水壓和擴徑的具體參數還需要進行大量研究才能確定。

關鍵字:
  產品分類: 大口徑 結構 厚壁 管線 油管 套管