F1: Welche besonderen Faktoren sollten beim Festigkeitsdesign von dickwandigen Stahlrohren berücksichtigt werden?
Das Festigkeitsdesign von Rohre mit dickwandigem Stahl ist viel komplizierter als die von dünnwandigen Rohren, und die folgenden Faktoren sollten berücksichtigt werden: Zunächst muss die dreidimensionale Verteilung der Reifenspannung, radiale Spannung und axiale Spannung berechnet werden, unter Verwendung der lahmen Formel anstelle der vereinfachten Formel für dünne Wände; Zweitens muss der Leistungsunterschied in der Dickenrichtung bewertet werden, insbesondere die z-Richtung-anti-laminierte Tränenfähigkeit (Abschnittsreduzierungsrate größer oder gleich 35%); Drittens müssen unter hohen Temperaturbedingungen die Kriechbruchfestigkeitsparameter (wie 100, 000 Stunden der Ausdauerfestigkeit) eingeführt werden. Viertens ist eine Ermüdungsanalyse (SN -Kurvenkorrektur) für abwechselnde Lasten erforderlich. Schließlich muss für korrosive Umgebungen die Konstruktionswanddicke 2-5 MM -Korrosionszulage zum berechneten Wert . -Standards wie ASME B31 . 3 und gb/t 20801 hinzufügen, die spezielle Designmethoden bereitstellen.
F2: Wie testet man die Niedrig-Temperatur-Auswirkungen von dickwandigen Stahlrohren?
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 mm) ist auch ein Tropfengewichtstest (DWTT) erforderlich, um die Leistung des Crackstillstands . zu bewerten
F3: Was sind die Eigenschaften der Restspannungsverteilung von dickwandigen Stahlrohren?
Die Restspannungsverteilung von dickwandigen Stahlrohren zeigt ein signifikantes Gradientenmerkmal: Die äußere Oberfläche ist normalerweise eine Druckspannung (-200 ~ -400 mpa), die innere Oberfläche ist Zugspannung (100 ~ 300 mPA), und der Stresswert im Kern ist zwischen beiden; Die Restspannung in der Schweißzone des geschweißten dickwandigen Rohrs kann 80% der Streckgrenze erreichen. Die Spannungsverteilung wird durch den Herstellungsprozess beeinflusst, und die Spitzenspannung des heißen Rohrs ist 30-40% niedriger als die des kaltgezogenen Rohrs; Restspannung kann eine dimensionale Instabilität (z. B. Verformung nach Bearbeitung) und Spannungskorrosionsrisse verursachen; Die Spannungsverteilung in voller Dicke kann durch Synchrotron-Röntgenbeugung oder Deep-Loch-Methode gemessen werden, was eine Grundlage für die nachfolgende Wärmebehandlung bietet .
F4: Was ist der Versagensmechanismus von dickwandigen Stahlrohren unter hohem Druck?
Der Hochdruckversagen von Dickwand-Stahlrohren weist Multimod-Eigenschaften auf: Unter der Wirkung des Innendrucks beginnt die Innenwand normalerweise zu ergeben und dehnt sich allmählich nach außen aus (lahme elastische Lösung). Der Explosionsausfallmodus ist in duktile Fraktur (pilzförmiger Hafen) und spröde Fraktur (gerader Riss) unterteilt. Schweißrohre beginnen hauptsächlich in der hitzebedigten Zone zu knacken, und es gibt eine offensichtliche Plastikstadiumstufe. Frakturen, die durch Kriechhöhlenaggregation verursacht werden, können auch unter hohen Temperatur- und Hochdruckumgebungen auftreten. Für defekte Pipelines ist die Bewertung der Frakturmechanik erforderlich (z. B. CTOD -Wert größer oder gleich 0 . 15mm); Das moderne Design basiert im Allgemeinen auf der FAD -Methode (Failure Assessment Diagram), die die Risiken von plastischer Instabilität und spröder Fraktur umfassend berücksichtigt.
F5: Wie bewertet man die Ermüdungslebensdauer von dickwandigen Stahlrohren?
Die Ermüdungsbewertung von Dick-Wand-Stahlrohren erfordert spezielle Methoden: Messen Sie zunächst den tatsächlichen Spannungskonzentrationsfaktor (wie KT größer oder gleich 2,5 am Rohrgelenk) durch Dehnungsmessgeräte; Führen Sie dann Ermüdungstests in voller Größe (normalerweise 10^7 Zyklen) durch, um eine modifizierte SN-Kurve festzulegen. Betrachten Sie den Wanddickeffekt (pro 10 mm Zunahme der Dicke nimmt die Ermüdungsfestigkeit um 5-8%ab); Der Reduktionsfaktor der Ermüdungsfestigkeit (wie die Grad von FAT80) muss in das geschweißte Gelenk eingeführt werden. Für korrosive Umgebungen sind Korrosionsermüdungstests (Frequenz weniger als oder gleich 1 Hz) erforderlich; Basierend auf der linearen kumulativen Schadenstheorie des Miners in Kombination mit der Methode der Regenflusszählung wird die Lebensvorhersage durchgeführt, und der Sicherheitsfaktor ist normalerweise 3-5.
