高鋼級油氣管線鋼的斷裂韌性研究.pdf

1、近年來，石油和天然氣的輸送壓力以及輸送管道管徑越來越大，管線的鋼級不斷提高。我國從西氣東輸項目起開始采用高鋼級管線X70，接著X80、X100以及X120等高鋼級的管線鋼相繼研制開發(fā)。管線鋼的斷裂韌性評定，過去一般采用夏比沖擊(CVN)試驗。隨著管線鋼級的提高，以CVN值作為質(zhì)量驗收和韌性評價的標(biāo)準(zhǔn)已不再合適了，因為CVN試驗的加載速率與管道運行過程中的實際載荷相差很大，測出的韌脆轉(zhuǎn)變溫度較實際為高。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，為研究高鋼級管線的斷裂行為和工程應(yīng)用提供了依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴在X80管線鋼板上分別沿縱向和橫向各取六個試樣，缺口均沿厚度方向，在0℃下進行CTOD試驗，測縱向試樣的CTOD特征值，六個試樣的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X80管線鋼板分別沿縱向和橫向各取三個試樣，缺口沿厚度方向。用雙引伸計法，測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