管线钢的韧化和

1、管线钢的韧化和第1页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二1. 基本概念2. 制管过程中的应力应变3. 一般规律4. 影响因素第2页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二1 基本概念一般拉伸试样 钢板（卷）强度 (Tensile Speciment)压平试样 钢管测试强度 (Flattened Tensile Speciment)环状试样 钢管真实强度 (Ring-Expansion Speciment)第3页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二形变强化 包申格效应第4页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二形变强化管线钢的应力

2、应变曲线=kn(n=0.2)屈服平台连续应力应变曲线第5页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二包申格效应第6页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二2.制管过程中的应力应变第7页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二钢管成型过程及应力、应变分析第8页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二3.一般规律第9页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二钢管测试屈服强度与钢板屈服强度间的关系 15% 4080MPa第10页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二4.影响因素强度水平强度越高，包申格效应越大第11

3、页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二屈强比越大，包申格效应越大管线钢屈强比对钢板与钢管屈服强度差值的影响（ 钢级 X52X70； 管径 6101422； 壁厚 7.925.4）第12页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二形变量当应变量2% 形变量 包申格效应形变量对钢管与钢板间屈服强度变化值的影响第13页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二UOE管 应变量2% 形变强化螺旋管 应变量 2% 包申格效应第14页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二t/D对钢管与钢板间屈服强度变化值的影响第15页，共56页，2022年，5月2

4、0日，17点3分，星期二显微组织少珠光体钢X65（448）469MPa针状铁素体X70（482）469MPa第16页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二钢管真实屈服强度管体真实屈服强度与板材屈服强度间关系第17页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二第18页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二管线钢的断裂和韧性第19页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二1.韧性评价2. 韧性设计3.韧性设计的相关因素4.韧性的控制第20页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二1.韧性评价 CVN 脆化三要素 应力状态 （三向

5、不等拉伸应力） 温度 加载速率第21页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二第22页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二DWTT 全板厚 扩展路径第23页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二Kc Gc Jc c第24页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二2. 韧性设计 起裂原则CVNac第25页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二第26页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二止裂原则预测BMI公式 CVNBMI=2.38510-5 H 2 (D/2) 0.5 t 1/3第27页，共56页，2

6、022年，5月20日，17点3分，星期二第28页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二实测全尺寸爆破试验第29页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二验证当预测值大于94J时，预测值小于实测值第30页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二修正Leis公式CVNLeis= CVNBMI+0.002 CVNBMI21.18第31页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二断口分离第32页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二确定当 CVN/CV1001.25 CVN=1.5CVNLeis第33页，共56页，2022年，5月

7、20日，17点3分，星期二断口形貌原则脆性断裂： 460m/s 20% SA韧性断裂： 460m/s 20% SADWTT 85% FATT第34页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二强度水平3.韧性设计的相关因素第35页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二英国能源部对管线钢的韧性要求钢级X52X56X60X65X70平均（J）最小（J）36273930423245344937第36页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二管壁厚度第37页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二Charpy随试验温度的变化（）管道壁厚（mm）输气

8、管输油管202026T-10T-20TT-10T为管道设计温度第38页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二管径第39页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二第40页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二第41页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二输送介质第42页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二钢管断裂速度Vd (m/s) 脆性断裂 460900 韧性断裂 275介质减压波速度Vm(m/s) 原油 1500 天然气 400第43页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二减压波速度的影响因素 压

9、力 温度 热值 （组分）第44页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二富气输送 富气 ：天然气含已烷、丙烷、丁烷等重组分富气程度越大热值越高减压波速度越低第45页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二钢管部位部位试验温度（）平均CV（J）最小CV （J）DWTT（SA%）母材HAZ焊缝-1000644040442525505045TAPS管线螺旋埋弧焊管的韧性要求 （X65；工作压力：7MPa；设计温度：-10 )第46页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二环境 低温 腐蚀第47页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二4.韧性的

10、控制晶粒控制晶粒大小第48页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二有效晶粒(a)贝氏体(b)贝氏体+马氏体(c)针状铁素体裂纹裂纹裂纹不同组织的有效晶粒第49页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二控轧 温度、时间 晶粒大小控轧 冷却速度 有效晶粒大小第50页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二夹夹杂物控制类型型 （球状）型 （枝晶状） 易变成长带状型 （角状）第51页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二危害类型：型 数量 尺寸：25m 第52页，共56页，2022年，5月20日，17点3分，星期二控制措施减少夹杂物 (S5ppm， P50ppm)变态处理 (Zr、 T