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(注:接上一篇《全焊接閥體管線球閥焊接接頭安全評估(影響閥體焊縫安全性的因素)》)

三、CTOD(Crack Tip opening Displacement)試驗

如前所述,全焊接閥體管線球閥閥體焊接接頭是閥門壓力邊界完整的最大隱患,然而評價焊接接頭韌性的傳統試驗方法夏比(Charpy)沖擊試驗實際上是個衡量焊接接頭抗沖擊能力的指標,它不能全面反映焊接接頭的真實韌性,也不能解釋焊接接頭的失效機制,更不能反映焊接殘留應力、焊接接頭幾何尺寸約束等因素對韌性的影響。因此,用夏比沖擊韌度值來評價焊接接頭的韌性,有明顯的局限性。

隨著英國焊接研究所在 1997 年提出的 BS7448 Part2,《斷裂韌度試驗·第 2 部分:金屬材料焊接的 KIC 值、臨界 CTOD 值和臨界 J 值的測定方法》,針對焊接接頭中各區域性能不均勻性和存在殘留應力等特征,對 BS7448 Part1 進行了補充規定,這是目前國際上被工程界認可的測定焊接接頭 CTOD 斷裂韌度值的試驗標準。例如 API 1104 附錄 A,DNV-OS-401,BS7910 都是根據 BS7448 Part2 斷裂韌度 CTOD 值的測試規范來評定焊接結構的完整性。

1. 試驗方法

CTOO 測試試驗(圖 2)
圖 2 CTOO 測試試驗

在此根據 BS7448 Part2 試驗標準,并參照 API 1104 及 DNV-OS-401 相關規范要求,以 CTOD 斷裂韌度值來評價全焊接閥體焊接接頭免焊后熱處理的安全性。如圖 2 所示根據 BS7448 Part2,試樣取厚度 B=18,寬度 W=36,長度 L=4×36+20,裂紋長度 a≈(0.04~0.55)W 。用疲勞試驗機預制裂紋.在美國 500KN 級 MTS 試驗機上采用原裝配套的 CTOD 試驗硬件系統和控制程序進行試驗,采用 6 位(0.00001mm)高精度數字讀數顯微鏡測定裂紋的擴展量。按標準確認的最佳方法——多試樣法求得臨界開裂的缺口張開位移量 δc(或 δ0.05)。

2. 試驗結果

ctod shiyanxitongjiwanchengjiazaishiyanhoudehanfeng ctod shiyang。shiyanzhongchuxian pop-in(bingjin/tujin)de haz shiyang,shiyansuohuodedehanfengquyouxiaoshiyang 8 ge,haz youxiaoshiyang 8 ge,dadao ctod duoshiyangfadeyaoqiu。

其中 HAZ 的起裂點 CTOD 值占 δc 直接測量獲得,臨界 CTOD 值 δ=0.05 用多試樣 CTOD 試驗回歸線與裂紋擴展量 0.05mm 垂直線的交點確定,突進點的 CTOD 值石 δm 由試驗直接測覺獲得。焊縫的起裂點 CTOD 值 δc 和臨界 CTOD 值 δ=0.05 用多試樣 CTOD 試驗回歸線與裂紋擴展量 0.00mm 及 0.05mm 垂直線的交點確定,突進點的 CTOD 值 δm 由試驗直接測量獲得。焊縫與 HAZ 的 CTOD 計算結果見《表 1》。

《表 1》 CTOD 測試結果
  δc / mm δc / mm δc / mm
熱影響區 0.197 0.24 0.53
焊縫 0.196 0.23 0.91

3. 安全評價

參照 DNV-OS-C401(挪威船級社)標準,CTOD 值大于 0.15mm 為合格。開發工藝接頭的實測 δc 皆大于 0.15mm,表明接頭可以在不進行熱時效處理的情況下使用。

不同 CTOD 值的允許缺陷尺寸與最大許用應變的關系(圖 3)
圖 3 不同 CTOD 值的允許缺陷尺寸與最大許用應變的關系

canzhao api 1104《guandaoyuxiangguansheshidehanjie》biaozhunfulu a,qigeichu tctod zhifenbiewei 0.005in(0.1225mm)he 0.01in(0.245mm)shiyunxuquexianchicunyuxuyongyingbiandeguanxitu,rutu 3 suoshi。congtuzhongkezhi,ctod zhiyueda,hanfengduanlierenduyuehao,suoyunxuquexianchicunkezengda。genjuquanhanjiefatihanjiejietouzuixiao ctod zhidengyu 0.197mm(0.0078in)shizuidaxuyongzhouxiangyingbianyuyunxuquexianchicunzhijiandequxian。

20in 600lb quanhanjiefatiqiufaanedinggongzuoyaqiangde 1.5 beijisuan,zuidazhuyingliwei 15mpa,tongguoyouxianyuanjisuankedezuidazhouxiangyingbianwei 728με(ji 0.000728ε),ruan api 1104 fulu a suogeichudezuixiaokejieshou ctod=0.005in(0.1225mm)kaolv,zuidaquexianchicunxianwei 0.3in,xiangdangyu 7.6mm。shice ctod=0.008in(0.196mm)qiduiyingdequexianyunxuchicunwei 0.45in(11.4mm),an jb4730-94 1 jiyalirongqiyaoqiuzhixing,yunxuquexianchicunweidiyu 0.15in(3.765mm),yincishijijietourengjuyouxiangdanggaodeanquanyudu。

quanhanjiefatihanfengwusuntanshangan jb4730-1994 de 1 jiyalirongqiyaoqiuzhixing,qiyaoqiuhanfengquexianchicunxiaoyu 0.15in(3.675mm)。yinci,dangquanhanjiefatihanjiejietoumanzu ctod duanlierenduzhidayu 0.005in(0.1225mm),hanfengwusuntanshangmanzu jb4730-94 de 1 jiyalirongqiyaoqiu,jikerendingmianhanhourechuligongyishianquankekaode。

四、結論

1)hanjiejietougenbujiegoushangzhuangpeixifengcunzaiyinglijizhong,jinxing ctod shiyan,kaochajietoudeduanlierendushibiyaode。

2)shiyanjieguobiaominghanfeng,reyingxiangqudezuixiao ctod zhiwei 0.196mm,dayu api 1104 fulu a 0.125mm he dnv-os-c401 0.15mm deyaoqiu,hanfengbenshenjingwusuntanshangmanzu jb4730-94 de 1 jiyalirongqiyaoqiu,yincikeyirendinghanjiejietoujuyouzugoudeduanlierenduzhi,zuoweimianhanhourechulideyijushichongfende。

(quanwenwan)


本文地址:http://zapped-it.net/tech/qf/398.html


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