不锈钢波纹管应力腐蚀防护方法研究

不锈钢波纹管是现代工业广泛使用的金属弹性元件,长期应用实践表明,在特殊环境条件下,波纹管常常发生因应力腐蚀引发的爆炸失效事故,对环境、安全构成极大威胁。本文详细阐述了固溶处理不锈钢波纹管组形变马氏体含量分布、残余应力分布。不锈钢波纹管在加工、成型过程中,波峰波谷会发生塑性变形,一部分奥氏体组织转变为马氏体组织。试验研究结果表明,固溶处理后残余应力变为压应力,残余应力比未固溶处理波纹管的大大减小;固溶处理后形变马氏体含量较少,且分布均匀,约占0.25%;残余应力越大,马氏体含量越高,不锈钢SCC敏感性大。对固溶处理前后波纹管应力腐蚀开裂进行实验研究,研究表明,固溶处理可提高波纹管抗SCC性能;喷丸强化可提高波纹管抗SCC能力,表面硬度、强度增大,也可延长疲劳寿命。     

固溶处理对形变奥氏体不锈钢显微组织及其抗应力腐蚀性能的影响

对形变后奥氏体不锈钢材料进行了金相分析和应力腐蚀试验，通过试验比较和分析，说明了通过固溶处理，不但可以恢复奥氏体不锈钢囡形变导致的组织变化，也可以恢复奥氏体不锈钢因组织被破坏而失去的应力抗腐蚀性能。     

形变马氏体对奥氏体不锈钢封头性能的影响

奥氏体不锈钢因其优异的性能,被广泛应用于石油化工特种设备领域。本文针对常见的形变马氏体致奥氏体不锈钢封头泄露这一失效现象,阐述形变马氏体的产生机理、影响因素以及其对封头性能的影响,并提出相应的预防措施,旨在为不锈钢封头的制造和安全稳定运行提供参考,以减少失效事故的发生。     

再沸器波形膨胀节应力腐蚀开裂失效分析

采用金相分析,材料成分分析、能谱等物理、化学手段对醋酸水分离塔再沸器膨胀节的失效原因进行了讨论。研究表明波形膨胀节外表面开裂的原因是316不锈钢在Cl和硫的作用下由残余应力引发的应力腐蚀开裂,并提出了改进建议和防止措施。     

乙二醇不锈钢蒸发器贴补焊残余应力数值模拟

某厂乙二醇不锈钢蒸发器在检修过程中发现封头与筒体环焊缝处存在大量裂纹，失效原因为晶间应力腐蚀开裂。采用加内贴板补焊的措施来进行修复，焊接残余应力是影响贴补焊接头完整性的主要因素之一。本文采用有限元法对贴补焊产生的残余应力进行分析，比较手工电弧焊（MAW）和钨极氩弧焊（TIG）两种方法对残余应力分布的优劣，得到贴补焊接头的残余应力分布状态。结果表明：钨极氩弧焊所产生的残余应力较小，有利于降低应力腐蚀开裂的敏感性，提高贴补焊结构的完整性。     

油气输送焊管残余应力测试与安全评价方法研究

针对油气输送焊管残余应力测试与评估技术难题,采用机械切割应力释放法对不同成型工艺和状态焊管的残余应力进行了测试分析对比,结果表明:UOE焊管的残余应力分布水平较低;ERW焊管次之;SSAW焊管的残余应力分布范围较广,有高有低。不同管型和成型工艺及水压试验状态具有明显不同的残余应力分布特征,在进行焊管安全评价时必须区别对待。根据残余应力实测结果提出了焊管安全评价时残余应力的取值建议。研究结果对管道设计、安全分析与评价、焊管残余应力的改善、控制及焊管合理选用具有重要工程意义。     

压力容器中残余应力的分布及消除方法

本文通过盲孔法测量了压力容器内、外壁的残余应力,从而得出了其残余应力分布情况,探讨了压力容器中残余应力的一些消除方法。     

X80管道焊接残余应力分析与预测

针对焊接残余应力对油气管道的不利影响,采用基于有限元方法对西气东输X80 管道焊接接头的轴向和径向残余应力进行了数值模拟,并通过参数敏感性分析,研究了 焊接线能量和层间温度的对轴向残余应力和径向残余应力的影响规律。结果表明:轴向 残余应力随着焊接线能量和层间温度的升高而增大,而径向残余应力呈减小趋势;近焊 缝区的径向残余应力较中间层小,轴向残余应力较远焊缝区大。根据研究结果,提出了 最大残余应力的预测模型和减小焊接残余应力的措施,为保障我国在役X80油气管道的 安全生产具有重要意义。     

多层波纹管直边段对接的焊接工艺评定

近年来,多层膨胀节的应用十分广泛。多层波纹管与单层波纹管相比．有较大的变形补偿能力与强度,同时还可用不同的材料制作波纹管的内层和外层,以适应管道的不同使用环境．尤其在温差较大的换热设备和管道中．多层与单层波纹管相比有更多的优越性．     

16MnR钢焊接接头补焊残余应力有限元分析

焊接残余应力是造成16MnR钢焊接接头产生裂纹的主要原因之一。本文使用大型非线性有限元软件ABAQUS,开发了一个顺次耦合的热应力计算程序,对16MnR焊接接头焊缝区域补焊的残余应力分布进行了数值模拟,得到了补焊残余应力的分布位置及大小。结果表明,补焊后,残余应力值比焊态下残余应力值有所增加。为此,对实际补焊修复提出了建议,为优化补焊工艺、控制残余应力提供了参考依据。     

剪切型软钢阻尼器焊接热影响研究

剪切型软钢阻尼器是由连接板、翼缘板、横向加劲肋和耗能板等4个构件组成,通过焊接技术组合起来的一种减震装置,在减震技术领域被广泛应用的低屈服点软钢阻尼器,各构件连接的技术和机理对阻尼器的工作性能有着直接的影响。运用数值模拟与盲孔法实验测量相结合的方式,以焊接电流为变量,进行焊接剪切型阻尼器的焊接残余应力分布规律的研究。结果表明:数值模拟结果和实际实验结果有较高的吻合度;在满足焊接要求的条件下采用较小焊接电流能有效降低焊接残余应力的分布;残余应力受纵向残余应力影响更大。     

不同应力比的循环荷载下砂岩变形损伤特性研究*

为探究循环荷载下砂岩试件的变形损伤特性,开展3种不同幅值下的循环加卸载试验,分析应力比对砂岩变形损伤与能量耗散特性的影响规律。结果表明:应力比越大,相邻加载段应变差越大,部分高应力下不可恢复的变形在低应力时有所恢复;当应力比为0.50和0.67时,各循环泊松比相差不大,介于0.231~0.247之间,而当应力比为0.88时,泊松比随循环数有增加趋势;应力比越大耗散能占比越大,试件吸收并转化为用于自身损伤的能量越大。高应力循环荷载下试件损伤逐渐积累,在衡量试件损伤变化时采用的耗散能只考虑了轴向残余应变与应力,忽略了径向变形的影响。     

304L不锈钢废水管线腐蚀泄漏失效分析

某304L不锈钢废水管线使用30天左右即发生腐蚀泄漏。采用宏观检验、化学成分分析、金相检验、电镜观察、三氯化铁试验等分析方法,对该废水管道的腐蚀泄漏进行失效分析。分析结果表明,该不锈钢管线所通的废水中含有高浓度的Cl^-,且试运行后一直未使用,最终在管内残留废水的作用下发生了点蚀穿孔。     

油气管道剩余强度评价方法适用性研究

为了研究油气管道剩余强度评价方法的适用性,介绍了完整管道失效压力的计算方法以及NG-18,B31G,DNV RP-F101和PCORCC等4种计算含缺陷管道剩余强度的方法。对4种方法中的流变应力和膨胀系数进行了分析,同时采用4种计算方法计算了30组不同钢级管道的剩余强度。结果表明:流变应力的选取对中低强度钢管的影响较大,对中高强度钢管的影响较小,当管道钢级为X80及以上时,流变应力对剩余强度计算结果的影响可以忽略不计;各评价方法中,改进的B31G中的膨胀系数表达形式更加接近实际情况; NG-18和B31G适用于评价中低强度的钢管,其中,改进的B31G结果更为准确;DNV RP-F101和PCORCC适用于评价中高强度的钢管,其中,DNV RP-F101的计算结果优于PCORCC的计算结果;对于高钢级管道的评价方法还需要进一步研究和改进。     

劈裂拉伸条件下大红山铜矿矿岩变形特性的试验研究

对大红山铜矿的3种岩石的试样进行了劈裂拉伸(巴西法)试验和单轴压缩试验,研究了岩石的变形特性。劈裂试验中在试样中部相互垂直的方向上粘贴了电阻应变计测量试样的变形。结果表明,在劈裂试验条件下,两种岩石均出现垂直于加载轴线方向所获得的拉伸弹模小于平行于加载轴线方向所获得的压缩弹模的现象。与单轴压缩下试样出现破裂、扩容的破坏特征相比,劈裂拉伸下试样的变形特征为接近峰值时变形曲线斜率会逐渐降低,达到峰值应力后则很快出现数值很大的拉伸变形,直至试样破坏。劈裂拉伸循环加卸载试验发现,大多数试样的拉伸卸载变形大于加载变形,致使残余变形的数值为负值,称之为反向残余变形。此现象与连续介质变形行为的预期不符,至今未见类似报道。反向残余变形是否具有普遍性及其影响,应该开展更多研究。     

Study on the dynamic response of polyurea coated steel tank subjected to blast loadings

Steel tanks are widely used in the storage of various chemical liquids, and the blast resistance of the tanks is very important because of the explosiveness of these liquids. To explore a feasible method to improve the blast resistance of steel tanks, the effect of polyurea coating on the blast resistance of steel storage tank is investigated in this paper. The responses of monolithic steel tanks and polyurea coated tanks under blast loads are studied by field blast experiments using TNT explosive, and the results shows that the polyurea layers are effective in reducing the maximum and residual displacements of the tank. Numerical simulations are performed and validated, and the deformation process and stress and strain distribution of the tanks are analyzed accordingly. The increase on the bending moment of the plastic hinge lines of the tanks and the increase of the area density of the cylindrical shell induced by the polyurea layers are believed to be the two main factors contributing to the displacement reduction effect of polyurea in this paper. The validated numerical model is used to study the influence of polyurea layer's thickness on the deflection of the tank, and a nearly inversely proportional relationship between the thickness and the maximum displacement is found. Three deformation modes of the tanks are identified when subjected to blast load with varying intensity and it is found that the displacement reduction effect of polyurea varies in different deformation modes.     

加氢裂化REAC系统双相不锈钢管道焊缝铁素体含量的讨论

本文介绍了专利商对应用于加氢裂化REAC系统的双相不锈钢S32205焊接接头的要求,简要说明了双相不锈钢的焊接工艺评定;分析了填充金属化学成分、焊接线能量、焊接冷却速度对双相不锈钢焊缝铁素体含量的影响;分析了双相不锈钢焊缝铁素体含量达到专利商要求的能力,以及手工电弧焊焊缝铁素体含量达不到专利商35%~60%要求的原因是焊条化学成分设计的结果;分析了焊缝铁素体含量要求的合理性,介绍了AWS、API、NACE及国家行业标准对于双相不锈钢焊接接头铁素体含量的要求;介绍了现场的焊接工艺,以及使实际焊缝达到使用要求的方法.     

大变形巷道弹性锚喷混凝土耦合支护技术研究及应用

为提高层理地质条件下大变形巷道的稳定性,延长巷道使用寿命,采用具有较大变形承载能力的喷钢纤维混凝土与弹性锚杆耦合支护技术加固围岩。首先研究层理状地质条件下高应力软岩巷道的破坏特点及规律,确立支护结构和时效耦合的关系,并通过钢纤维混凝土试样的动静荷载试验,研究混凝土强度与钢纤维掺量的关系,得到喷钢纤维混凝土合理的钢纤维掺量。此外,针对大变形巷道开挖初期变形量大、破坏速度快的特点,设计具有让压吸能作用的新型弹性锚杆,并将此弹性锚杆结合喷钢纤维混凝土技术进行工业试验,试验的位移监测结果表明:该方案位移量比原方案减小约50%,且支护10个月后未出现裂缝。