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全焊接球阀相关标准及应用研究

作者:浙江亚一阀门有限公司 来源:http://www.yayiv.com/ 发布于:2015-7-23 22:46:32

全焊接球阀相关标准及应用研究

全焊接球阀相关标准

国外一些相关标准对焊接接头的测试给出了明确的规定。1991年,英国焊接研究所提出标准BS 7448 PartI,规定了金属材料的临界CTOD、J积分和KIC的试验方法。1997年,又提出该标准的第二部分BS7448PartII,针对焊接接头中各区域性能不均匀性和存在残余应力等特征进行了补充规定,这就是目前国际上被工程界普遍认可的,测定焊接接头CTOD断裂韧性值的试验标准。2000年英国标准局发表了BS 7910-1999,该标准采用基于断裂力学原理的失效评定图(FAD)来评定金属结构中的缺陷。美国石油学会根据BS 7448 Part II的试验方法,在API 1104的标准中增加了附录A,提出管道焊接接头CTOD值的验收标准。挪威船级社DNV-OS-401在工程项目的验收评估中亦对CTOD值提出一个评估验收标准,以便对大型结构件进行焊后免热处理进行工程评估。CTOD值实际上是与焊接母材、焊丝、焊剂、焊接工艺、焊接方法、焊缝结构尺寸和厚度等因素有关,是一个材料抵抗裂纹能力的综合参数和性能指标。
全焊接球阀应用研究
国内产品也应用CTOD断裂韧性试验评定焊缝安全性。如,在海洋石油平台建造中,应用CTOD断裂韧度试验评价焊缝的低温断裂韧性。在海底油气管道建造中,应用CTOD试验方法对安全性进行评估。在2种不同的无热时效处理的焊接工艺中,应用CTOD试验方法确定出最佳焊接工艺。根据CTOD试验结果,对EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定。对常用桥梁钢Q370qE和Q345qD进行CTOD试验,分别计算材料在脆断、韧脆破坏和韧性破坏时的CTOD值,作为修订常规冲击韧性标准的依据。建立预测高强度管线钢(X70)焊接接头性能参数裂纹尖端张开位移(CTOD)的BP神经网络模型,为焊接工艺参数优化提供有效手段。
笔者以Class600-20in全焊接阀体管线球阀44mm厚圆筒状阀体焊接接头为例,应用有限元方法分析计算了焊缝根部环形装配缝隙的应力集中。对焊接过程阀体焊缝中焊接残余应力进行了三维热弹塑性数值模拟。由于结构上的原因,阀体不能进行热处理来降低焊接残余应力,提高焊接接头的韧性。因此,参照英国BS 7448 Part II的CTOD断裂韧性试验方法,测定焊接接头断裂韧性CTOD试验值,来综合评定焊接接头的“止裂”性能是必要的,再根据API 1104附录A和DNV-OS-401的CTOD的试验结果,评定该埋弧焊焊接接头具备可免焊后热处理的条件是充分的。
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