CT80連續(xù)管的疲勞性能測試.pdf

1、連續(xù)管工作時承受著拉伸、壓縮、反復(fù)彎曲和校直、以及內(nèi)壓外擠的復(fù)雜應(yīng)力作用。其中由于內(nèi)壓作用下的彎曲疲勞—低周疲勞是導(dǎo)致連續(xù)管失效的主要因素，因此使得連續(xù)管疲勞性能評價成為連續(xù)管性能研究的重點。
　　 本文作為國家863項目“連續(xù)油管技術(shù)與裝備”研究內(nèi)容的組成部分。主要的研究內(nèi)容是在調(diào)研整理連續(xù)管的疲勞失效、疲勞壽命預(yù)測方法研究狀況的基礎(chǔ)上，采用我國首臺自主研制的連續(xù)管專用疲勞試驗機，針對正在研發(fā)的首批國產(chǎn)規(guī)格為φ33mm×3.1

2、8mm的CT80連續(xù)管制定試驗方案，完成了管體材料及不同熱處理工藝條件下疲勞性能測試及評價研究。
　　 疲勞性能測試及評價研究結(jié)合產(chǎn)品的研發(fā)分兩部分進行，首先進行了國產(chǎn)連續(xù)管CT80毛坯管與國外常規(guī)CT80連續(xù)管以及Q235管的疲勞性能測試和比對：接著對國產(chǎn)CT80連續(xù)管進行了不同熱處理工藝條件下的疲勞性能評定測試。測試選用參數(shù)與國外同規(guī)格連續(xù)管的試驗參數(shù)相同，即整管帶壓，彎曲半徑1219mm(47.5inch)、管內(nèi)初始壓力3

3、4.5Mpa(5000psi)。結(jié)果表明：在上述試驗參數(shù)下，三種管材比對，Q235管的疲勞循環(huán)次數(shù)最少，國產(chǎn)CT80毛坯管與同級別的國外連續(xù)管相比顯示出較高的疲勞循環(huán)周期；國產(chǎn)CT80連續(xù)管的疲勞循環(huán)周期受熱處理溫度參數(shù)的影響，當(dāng)熱處理溫度在760-800℃區(qū)間可獲得較高的疲勞循環(huán)周期次數(shù)，較好的屈服強度及延伸率。
　　 分析研究表明：連續(xù)管疲勞失效的主要表現(xiàn)特征是：隨著循環(huán)次數(shù)的增加試驗管的管徑增大，且與循環(huán)次數(shù)成線性關(guān)系；失

4、效處管體會產(chǎn)生明顯的鼓泡和橢圓變形，裂紋也多從連續(xù)管外表面的鼓泡處開始萌生。進一步分析表明：疲勞循環(huán)可導(dǎo)致連續(xù)管管壁變薄，這種現(xiàn)象在失效位置最為明顯；焊縫處于彎曲內(nèi)外側(cè)，即受拉、受壓位置時，管體的疲勞循環(huán)周期會減少；此外，管體易于在材料中的組織夾雜處形成疲勞源，影響連續(xù)管疲勞循環(huán)次數(shù)。
　　 本研究在工程應(yīng)用上，通過橫向?qū)Ρ?，確定了國產(chǎn)CT80連續(xù)管在同類連續(xù)管中的疲勞性能地位，解決了以提高疲勞性能為目標的熱處理溫度選擇區(qū)間。在