基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价

• 作者: 杨辉 王富祥 钟婷 玄文博 雷铮强
• 来源期刊: 石油机械
• 学科: 工学
• 关键词: 高钢级管道 环焊缝 应变 裂纹扩展驱动力 失效准则 断裂韧度
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 石油管工程|OIL COUNTRY TUBULAR GOODS
• 页码范围: 150-156
• 页数: 7页
• 分类号: TE832
• 语种: 中文
• DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.05.020

摘要

现行管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,基于应力的设计准则便不再适用.为了有效开展基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价,需要解决驱动力的应变表征和失效准则确定两个关键问题.通过对含环焊缝根部裂纹的高钢级管道进行有限元分析,得到基于应变的裂纹扩展驱动力,研究了缺陷尺寸、强度匹配及压力等因素对环焊缝应变能力的影响;对比分析了两种管道环焊缝断裂失效准则并明确其适用性.分析结果表明:缺陷尺寸不仅影响裂纹扩展阻力,而且影响裂纹扩展的驱动力,裂纹深度较长度对基于应变裂纹驱动力的影响更为明显;高匹配焊接的环焊缝具备更强的应变能力,承载能力也相应增强;错边和变壁厚等根部不连续会削弱环焊缝的承载能力;基于裂纹失稳扩展失效准则评价的是极限应变能力,对环焊缝的断裂韧度要求很高,建议选择基于断裂韧度准则的评价方法.所得结论可为高钢级管道环焊缝应变能力评估提供技术参考.