文档介绍：天津大学
硕士学位论文
海底油气管道断裂性能及安全评定研究
姓名:邓彩艳
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:张玉凤
20030601
摘要关键字:管线钢;裂纹尖端张开位移;止裂性能:;安全评定海底管道作为一种焊接结构,担负着输送石油、天然气等介质的重要任务。但是由于焊接缺陷、残余应力、力学性能不均匀性等原因使焊接接头成为整个本文通过裂纹张开位移试验研究了芟吒趾附咏油犯鞑课坏抗开裂性能,通过落锤撕裂试验研究了帜覆牡闹沽研阅堋F渲值是根据曜糂贠下采用标准三点弯试样试验得到的。对于热影响区试样,进行剖面金相显微观察。判断裂纹尖端是否落在粗晶区,确保试验结果的有效性及可靠性。从而解决了试验值分散性大的问题,。从试验结果可以看出,本研究所采用的芟吒趾附咏油泛阜斓某寤魅投群投狭韧度明显低于母材,这主要是因为虽焊缝和母材同为铁索体和珠光体类组织,但是和母材相比,焊缝组织明显粗大且不均匀,因而其断裂韧度和母材相比较差。从裂纹张开位移试验结果可以看出,供试的帜覆牡目箍A研阅苊飨优于焊缝,止懿亩杂τ诩羟忻婊サ奈露仍嘉℃,可见其具有良好的止裂性能。采用目前国际上最新、最有影响的安全评定程序:欧共体提出的“结构完熬性评定方法”,对芟吒趾附咏油分械穆癫亓盐坪秃钢捍Φ谋砻媪盐频慕辛税踩蓝ā8母材和全焊缝拉伸试验结果,建立了芟吒趾附咏油返摹ḿ丁⑷镀蓝ㄇ线,评定结果表明,不论是采用一级或是三级评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,表明该焊接接头是安全的。并根据上述评定结果计算临界裂纹尺寸和对结构进行疲劳寿命估算,具有实际的工程意义和经济价值。本研究将安全评定方法应用于管道结构,为在国内管道结构安全评定中的结构的薄弱环节。应用奠定了基础。
祊④,.畍『,,琧甌..琒.
;;
撕乱邓躬籼学位论文作者签名:可码阿袍签字日期:泌谚年码廊加。寻年滤独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:。薨月日或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁洼盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中签字日期:C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名导师签名
第一章绪论引言海底油气管道在能源输送过程中起着十分熏要的作用。国内外绝大多数石油、天然气都是通过管道运输的。自年美国宾西法尼亚州铺设第一条输气管道、年铺设第一条跨州输油管道开始,经过嗄甑姆⒄梗澜绱型油气管道的总长度已超过,并以每年陨系乃俣仍龀ぁ现代石油管道向着大口径、高压储输及厚壁化的方向发展,并且随着高寒地带油气田的开发,对输送管道的低温韧性要求也日益提高。因此,管道用钢也不断发展,管材从普通碳素钢、⒌秃辖鸶咔慷雀和一直发展到微合金高强度钢、。当前,在世界范围内的管道钢海底油气管道属于海洋工程结构物的一种类型,受海洋自然环境的影响,像水文、气象、海底地形等因素;特殊情况还需考虑地震、海啸等偶然因素的影响。它承担着输送石油、天然气以及易燃、易爆介质等任务,管道运输系统一旦发生泄漏或破坏等事故,不仅影响正常生产秩序的进行、威胁工人的生命安全而且必将给国家经济和国民生活带来巨大的损失“昵八樟R惶跏气管道爆炸,死亡嗳耍厣余人,是迄今为止最大的一次管道断裂裂事故约占。研究表明,压力管道作为一种典型的焊接结构,其焊接过程常常使焊接接头的组织性能劣化及产生缺陷。而焊接缺陷处有较大的应力集中,在使用过程中往往成为裂纹的源头,而管道一旦从焊接接头处发生断裂,极易造成突发性和灾难性断裂。由此看来,焊接接头是管道系统的薄弱环节,对其强度、寿命和安全可靠性进行评定以保证管道安全可靠的使用具有重要的现实由于焊接缺陷直接引起的:美国对二次世界大战中船舶断裂事故表明:%的事年产量中,小于旨兜脑颊ィ琗钢级占%,旨兑陨系管道用钢产量占%⋯。事故。据统计,美国—年间运行的管道共发生过次事故,其中断意义。缙诙源嘈云苹凳鹿实牡鞑橄允荆涸鸫嘈云苹凳鹿手校起是第一章绪论
故都与焊接缺陷有关。管道及压力容器的爆破泄漏事故更常常与焊接缺陷相连。因此在焊接结构发展的早期,为了防止失效,要求结构中不能有任何缺陷存在,以此来避免任何事故的发生。但随着生产和科研的深入,