高鋼級(jí)油氣管線鋼的斷裂韌性研究.pdf

1、近年來(lái)，石油和天然氣的輸送壓力以及輸送管道管徑越來(lái)越大，管線的鋼級(jí)不斷提高。我國(guó)從西氣東輸項(xiàng)目起開(kāi)始采用高鋼級(jí)管線X70，接著X80、X100以及X120等高鋼級(jí)的管線鋼相繼研制開(kāi)發(fā)。管線鋼的斷裂韌性評(píng)定，過(guò)去一般采用夏比沖擊(CVN)試驗(yàn)。隨著管線鋼級(jí)的提高，以CVN值作為質(zhì)量驗(yàn)收和韌性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)已不再合適了，因?yàn)镃VN試驗(yàn)的加載速率與管道運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際載荷相差很大，測(cè)出的韌脆轉(zhuǎn)變溫度較實(shí)際為高。本文研究了武漢鋼鐵公司新研發(fā)的X80

2、管線鋼的CTOD和J積分性能，為研究高鋼級(jí)管線的斷裂行為和工程應(yīng)用提供了依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴在X80管線鋼板上分別沿縱向和橫向各取六個(gè)試樣，缺口均沿厚度方向，在0℃下進(jìn)行CTOD試驗(yàn)，測(cè)縱向試樣的CTOD特征值，六個(gè)試樣的CTOD值均大于DNV-OS-F101規(guī)定的最小值0.2mm，即X80管線鋼板0℃下的低溫韌性滿足工程使用要求；橫向試樣擬合其δ-△a阻力曲線，方程為δ=0.5692△a+0.1200，得出橫向試

3、樣的啟裂韌度δ0.2為0.234mm。
　　 ⑵在常溫26℃下，對(duì)X80管線鋼板分別沿縱向和橫向各取三個(gè)試樣，缺口沿厚度方向。用雙引伸計(jì)法，測(cè)試縱向和橫向試樣各自的J積分與CTOD關(guān)系，分別為：橫向J=1.61δσs，縱向J=1.55δσs。
　　 ⑶分析兩種溫度下的試樣斷口，均有分層裂紋現(xiàn)象出現(xiàn)，縱向試樣出現(xiàn)分層裂紋的數(shù)量及裂紋擴(kuò)展程度大于橫向試樣，表明X80鋼板存在各向異性。0℃下橫、縱向試樣斷口出現(xiàn)分層裂紋的數(shù)量及