系泊链钢CTOD韧性及微观组织试验研究

发布时间：2018-03-04 13:23

  本文选题：CTOD　切入点：系泊链钢　出处：《武汉理工大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：海洋平台是海上石油开采的重要设施,随着海洋资源开采向深海发展,海洋石油装置将更加依赖系泊设备。海洋系泊链处在复杂外力、低温和腐蚀等恶劣的工作环境下,极易发生脆性断裂,因此对其韧性的研究具有重要意义。 本文研究主要依托于国家工业与信息化部项目《海洋半潜式钻井平台总体建造及安装关键技术研究》2009382号。本文针对海洋平台系泊链钢及焊接接头的CTOD试验进行研究。提出了低温双引伸计法并对低温下6-J关系进行了拟合。同时文中还利用扫描电子显微镜讨论了焊接接头的微观组织并与CTOD建立了关系。本文主要研究内容和结论如下： 1、根据规范对系泊链钢及闪光接头试样分别进行了低温(-20℃) CTOD试验,发现所得系泊链钢和接头的CTOD值基本满足规范要求。并发现无论是焊缝还是母材的CTOD值都有较大的离散性,母材试样相对焊缝试样平均值较大,标准差较小,离散系数较小 2、对强度相近、温度相同、焊接和热处理工艺相近的系泊链钢及焊接接头CTOD试验数据进行了数理统计分析,发现无论是母材试样还是焊缝试样CTOD都可以用正态分布与威布尔分布来描述。但是对于焊缝试样更适合用威布尔分布来描述,而对于母材试样则更适合用正态分布来描述。 3、提出了低温双引伸计法,并对其适用性进行了讨论。为了得到比较精确的测量结果,对试验装置进行了特殊设计(避免了夹具变形及装置间隙的影响)；由于同一试样同时得到两种数据,减小了由于试样的不同带来的试验误差。用此方法研究了在低温(-20℃)下系泊链钢的δ-J关系；采用多剖面法取样读数得到CTOD值与J积分值并建立两者之间的关系；修正了BS7448中关于CTOD值计算的公式。 4、研究焊缝试样对-20℃下系泊链钢焊缝试样的CTOD值和夏比冲击值进行了无量纲化的线性拟合并进行了有效性检验,得出了二者之间的线性关系图和函数关系式。 5、研究了系泊链刚焊接接头微观组织对韧性的影响。改进了微观试验取样方法,提出了针对闪光对接接头独特的金相分析取样方法。利用定量分析和定性分析相结合的方法来进行微观组织分析,将计算机图形处理技术引入到碳化物含量和晶粒直径测量中。得出了CTOD与晶粒尺寸以及碳化物颗粒含量的定量关系,并进行了讨论。 6、研究了回火温度对韧性和强度的影响：得出母材最佳回火温度为640℃,此时的CTOD值和强度值皆高；得出焊缝试样强度最高的回火温度为640℃,韧性(CTOD值和夏比冲击值)最好时的回火温度为650°C。
[Abstract]:Offshore platform is an important facility for offshore oil exploitation. With the development of ocean resource exploitation to the deep sea, offshore oil installation will rely more on mooring equipment. The ocean mooring chain is in complex external force, low temperature, corrosion and other harsh working environment. Brittle fracture is easy to occur, so it is of great significance to study its toughness. The research of this paper is mainly based on the project of Ministry of Industry and Information Technology < Research on the key Technology of overall Construction and installation of Marine Semi-submersible drilling platform "2009382. The CTOD test of mooring chain steel and welded joint of offshore platform is carried out in this paper." Research. A low temperature double extensometer method is proposed and the relationship between 6-J at low temperature is fitted. The microstructure of welded joints is also discussed by scanning electron microscope (SEM) and the relationship with CTOD is established. The main contents and conclusions of this paper are as follows:. 1. The CTOD tests of mooring chain steel and flash joint specimens were carried out at low temperature (-20 鈩，

本文编号：1565813