高寒地區(qū)管道低溫脆斷控制技術指標研究.pdf

1、本文結合斷裂理論和管道工程實例，對三種管道材料進行夏比沖擊試驗(CVN)、落錘撕裂試驗(DWTT)和裂紋尖端張開位移試驗(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指標提供一定的參考。對 X80三通材料、X80 TMCP及 X70 TMCP干線管材料進行系列溫度CVN試驗和DWTT試驗，通過CVN、DWTT能量和斷口表征評價三種材料的低溫韌性，揭示了石油管道材料壁厚對低溫韌性的尺寸效應。最后，對X80三通材料進

2、行了低溫斷裂韌度測試試驗，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X70 TMCP干線管焊接接口 FL位置沖擊試驗結果顯示出較大的波動性，不宜作

3、為熱影響區(qū)評價位置。
　　X80三通材料、X80TMCP及X70 TMCP干線管材料隨著試樣厚度的增加，50%剪切面積韌脆轉變溫度均逐漸提高，試樣厚度達一定厚度，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%，脆性斷裂傾向嚴重。三種材料中X80三通材料韌脆轉變溫度范圍較寬，起始轉變溫度較高，X80 TMCP干線管材料韌脆轉變溫度范圍較窄，起始轉變溫度較低，

4、X70 TMCP干線管材料韌脆轉變溫度范圍較寬，起始轉變溫度較低，X80三通材料低溫下尺寸效應最為明顯。
　　X80三通材料斷裂韌度測試試驗中，隨著溫度降低，在P-V曲線中出現(xiàn)突進點的個數(shù)增多，而且試樣厚度越大，突進點越多，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，最終趨于一個恒定的較低極限值。對有效點進行擬合得到 X80三通材料平面斷裂韌度估算公式，)307.5