D1: Quali fattori speciali dovrebbero essere considerati nella progettazione della resistenza di tubi in acciaio a parete spessa?
Il design della resistenza di tubi in acciaio a parete spessa è molto più complicato di quello dei tubi a parete sottile e i seguenti fattori dovrebbero essere considerati: in primo luogo, è necessario calcolare la distribuzione tridimensionale della sollecitazione del cerchio, lo stress radiale e lo stress assiale, usando la formula zoppa anziché la formula semplificata per pareti sottili; In secondo luogo, è necessario valutare la differenza di prestazione nella direzione dello spessore, in particolare la capacità di lacrime anti-laminata di direzione z (tasso di riduzione della sezione maggiore o uguale al 35%); In terzo luogo, i parametri di resistenza alla rottura del creep (come 100, 000 ore di resistenza di resistenza) devono essere introdotti in condizioni di alta temperatura; In quarto luogo, è necessaria l'analisi della fatica (correzione della curva SN) per i carichi alterni; Infine, per gli ambienti corrosivi, lo spessore della parete di progettazione deve aggiungere l'indennità di corrosione 2-5 mm agli standard del valore calcolato . come ASME B31 . 3 e GB/T 20801 Fornire metodi di progettazione speciali.
Q2: come testare la resistenza all'impatto a bassa temperatura dei tubi in acciaio a parete spessa?
The low-temperature impact test of thick-walled steel pipes has special requirements: the specimens need to be taken from 1/4 of the wall thickness (the most dangerous area), and samples are taken in the axial, circumferential and thickness directions; the standard Charpy V-notch specimens (10×10×55mm) need to be processed into full size, and when the wall thickness is insufficient, 7.5mm or 5mm small-size specimens can be used; the test temperature is set according to the minimum operating temperature (such as LNG pipes need to be tested at -196℃); the evaluation indicators include absorbed energy (such as X70 steel pipes -40℃≥60J) and shear area (≥85%); for extra-thick-walled pipes (>100 mm), è necessario anche un test di lacrima di gocce (DWTT) per valutare le prestazioni di arresto crack .
Q3: Quali sono le caratteristiche della distribuzione residua di sollecitazione dei tubi in acciaio a parete spessa?
La distribuzione residua di sollecitazione di tubi in acciaio a parete spessa mostra una caratteristica gradiente significativa: la superficie esterna è generalmente sollecitazione compressiva (-200 ~ -400 MPA), la superficie interna è sollecitazione di trazione (100 ~ 300mpa) e il valore di sollecitazione nel core è tra i due; La sollecitazione residua nella zona di saldatura del tubo a parete spessa saldata può raggiungere l'80% della resistenza alla snervamento; La distribuzione dello stress è influenzata dal processo di produzione e la sollecitazione di picco del tubo rotte a caldo è 30-40% inferiore a quella del tubo disegnato a freddo; Lo stress residuo può causare instabilità dimensionale (come la deformazione dopo la lavorazione) e la rottura della corrosione dello stress; La distribuzione dello stress a tutto spessore può essere misurata mediante diffrazione di raggi X di sincrotrone o metodo del buco profondo, fornendo una base per il successivo trattamento termico .
Q4: Qual è il meccanismo di guasto dei tubi in acciaio a parete spessa ad alta pressione?
Il fallimento ad alta pressione di tubi in acciaio a parete spessa presenta caratteristiche in modalità multipla: sotto l'azione della pressione interna, la parete interna di solito inizia a cedere e si espande gradualmente verso l'esterno (soluzione elastica zoppa); La modalità di guasto all'esplosione è divisa in frattura duttile (porta a forma di funghi) e fratture fragili (crepa dritta); I tubi saldati iniziano principalmente a crack nella zona colpita dal calore e esiste un ovvio stadio di instabilità in plastica; Le fratture causate dall'aggregazione della cavità creep possono anche verificarsi in ambienti ad alta temperatura e ad alta pressione; Per condutture difettose, è richiesta la valutazione della meccanica della frattura (come il valore CTOD maggiore o uguale a 0 . 15mm); Il design moderno si basa generalmente sul metodo FAD (FAD) Diagramma di valutazione del fallimento, che considera in modo completo i rischi dell'instabilità plastica e della frattura fragile.
Q5: come valutare la vita a fatica dei tubi in acciaio a parete spessa?
La valutazione della fatica dei tubi in acciaio a parete spessa richiede metodi speciali: in primo luogo, misurare il fattore effettivo di concentrazione dello stress (come KT maggiore o uguale a 2,5 sul giunto del tubo) attraverso cuscinetti di deformazione; quindi condurre test di fatica a grandezza naturale (di solito 10^7 cicli) per stabilire una curva SN modificata; Considera l'effetto di spessore della parete (per ogni aumento di 10 mm di spessore, la resistenza alla fatica diminuisce di 5-8%); Il fattore di riduzione della resistenza alla fatica (come il grado FAT80) deve essere introdotto nell'articolazione saldata; Per gli ambienti corrosivi, sono richiesti test di fatica della corrosione (frequenza inferiore o uguale a 1Hz); Sulla base della teoria del danno cumulativo lineare di Miner, combinata con il metodo del conteggio del flusso di pioggia, viene eseguita la previsione della vita e il fattore di sicurezza è generalmente 3-5.
