輸油（氣）管道焊接區(qū)組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油和天然氣的需求量飛速增長(zhǎng)，最近幾年石油需求量平均每年增長(zhǎng)12﹪。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)石油年消耗量將突破4億噸，屆時(shí)年消耗石油量的60﹪將依靠進(jìn)口。 管道運(yùn)輸是石油、天然氣的長(zhǎng)距離輸送的途徑之一，與其它運(yùn)輸方式相比，不僅運(yùn)輸量大，安全性高，且投資少，成本低，目前世界的油氣管線總長(zhǎng)已達(dá)2.7×106公里。俄羅斯、美國(guó)等西方國(guó)家已成為管道運(yùn)輸?shù)拇髧?guó)，我國(guó)的油氣管線發(fā)展相對(duì)滯后一些。但是舉世矚目的西氣東

2、輸工程開(kāi)啟了我國(guó)管道建設(shè)的新篇章。 隨著管道運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，其安全性受到愈來(lái)愈大的關(guān)注，因?yàn)榈刭|(zhì)條件、環(huán)境變化以及油氣中有害雜質(zhì)腐蝕等因素均會(huì)對(duì)運(yùn)行中的管道造成各種損傷，降低其使用壽命，甚至造成重大的災(zāi)難性事故。 本研究源自西氣東輸工程項(xiàng)目，選用了西氣東輸管線材料X70鋼為研究對(duì)象，對(duì)典型的φ711，φ219和φ159三種規(guī)格的管道焊接區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)行為的研究，建立焊接工藝參數(shù)-組織結(jié)構(gòu)/殘余應(yīng)力-疲勞裂紋

3、擴(kuò)展的關(guān)系。 用金相顯微鏡，掃描電鏡，定量金相圖像采集系統(tǒng)觀察分析了母材、焊縫和熱影響區(qū)的組織結(jié)構(gòu)，并用X射線應(yīng)力儀進(jìn)行了焊接殘余應(yīng)力測(cè)試，在MTS高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)上對(duì)不同焊縫進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展速率的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，(1)不同的焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫和熱影響區(qū)的組織均一性有較大影響。因?yàn)闊彷斎爰袄鋮s條件的差異會(huì)使焊縫中形成粗大的塊狀鐵素體；(2)φ711管和φ219管焊縫的疲勞裂紋擴(kuò)展符合Paris規(guī)律，粗大塊狀鐵素體會(huì)引起疲勞過(guò)