双金属复合管环焊缝开裂机理研究
本文选题:双金属复合管 + 环焊缝 ; 参考:《西安石油大学》2016年硕士论文
【摘要】:双金属复合管作为重要的油、气输送管线钢管,在恶劣的工况下承担重要的输送任务,复合管的开裂甚至断裂都会产生巨大的经济损失。本文所研究的L415QB+316L双金属复合管环焊缝接头包括:根焊层(R316)、封焊层(R309L)、过渡层(R309LMo)、填充层(E5015)和盖面层(E5015);目的是研究环焊缝上的裂纹开裂的原因以及机理。采用X射线对环焊接头无损检测,确定起裂位置在焊接接头的封焊区;并利用光学显微镜观察断口形貌特征,发现封焊区、过渡层为脆性断裂,填充层、盖面层为韧性断裂;采用扫描电镜、EDS分析仪对焊接接头的成分以及组织进行分析,发现封焊区铁素体含量较高;采用显微硬度计对试样进行硬度检测,发现封焊区、过渡层硬度均高于其他区域的硬度值;封焊区与过度层的脆性组织以及硬度分布不均匀是开裂的重要原因。采用有限元分析软件ABAQUS对焊接接头在不同类型载荷作用下的应力分布进行研究。结果显示,在弯曲载荷作用下,弯曲位移为15mm时,封焊区的应力值达到材料抗拉强度520MPa;在工作内压10.48MPa作用下,焊接接头的应力值较小,内压不是驱动开裂的主要原因;在拉伸载荷为85mm时,封焊区应力值达到抗拉强度520MPa;焊接接头在拉-弯复合载荷作用下,复合载荷为13mm弯曲位移+71mm拉伸载荷时,封焊区的应力值达到抗拉强度而产生裂纹。
[Abstract]:As an important oil and gas pipeline pipe, bimetallic composite pipe takes on important transportation tasks under bad working conditions, and the cracking and even fracture of the composite pipe will cause huge economic losses. The girth welds of L415QB316L bimetallic composite pipe are studied in this paper, including root welding layer (R316), seal welding layer (R309L), transition layer (R309LMo), filler layer (E5015) and cover layer (E5015). X-ray nondestructive testing was used to determine the starting position of the welding joint, and the fracture morphology was observed by optical microscope. It was found that the sealing zone was brittle fracture, the filling layer was brittle fracture, and the cover surface layer was ductile fracture. The composition and microstructure of welded joints were analyzed by EDS scanning electron microscope (SEM). It was found that the content of ferrite in the sealing zone was high, the hardness of the samples was detected by microhardness meter, and the sealing zone was found. The hardness of the transition layer is higher than that of other regions, and the brittle structure and the uneven distribution of hardness in the sealing zone and the transition layer are the important reasons for the cracking. The stress distribution of welded joints under different types of loads was studied by finite element analysis software Abaqus. The results show that under bending load and bending displacement of 15mm, the stress value of sealing zone reaches 520MPa of material tensile strength, and the stress value of welded joint is smaller under working internal pressure of 10.48 MPA, and internal pressure is not the main reason of driving cracking. When the tensile load is 85mm, the stress value of the seal welding zone reaches 520MPa, and when the composite load is 13mm bending displacement 71mm tensile load, the stress value of the seal welding zone reaches the tensile strength and cracks occur.
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE973
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 许小波;崔群;杨谦;胡明胜;张杰;支纪成;;镍基双金属复合管TIPTIG焊接工艺[J];焊接技术;2015年09期
2 许爱华;张靖;院振刚;邹应勇;崔兰德;舒丹;;新疆克深2气田双金属复合管失效原因[J];油气储运;2014年09期
3 李发根;孟繁印;郭霖;常泽亮;;双金属复合管焊接技术分析[J];焊管;2014年06期
4 付现桥;徐敬;卜明哲;刘志田;谢可凯;徐超文;;X70/316L不锈钢复合钢管焊接接头性能研究[J];电焊机;2014年05期
5 蒲江涛;曾君;王成;;双金属复合管焊接方法与工艺[J];金属加工(热加工);2014年08期
6 曹晓燕;邓娟;上官昌淮;李天雷;崔磊;;双金属复合管复合工艺研究进展[J];钢管;2014年02期
7 李立英;王成;韩彬;蒲江涛;;L415/316L复合管免充氩焊接接头组织与性能[J];材料热处理学报;2014年01期
8 王斌;朱洪亮;王维;朱家祥;周翠;;L415QB+316L复合管焊接裂纹分析[J];热加工工艺;2014年01期
9 朱丽霞;何小东;仝珂;宋娟;;L360QB/316L复合管电弧焊环焊缝接头组织性能研究[J];热加工工艺;2013年05期
10 王永芳;袁江龙;张燕飞;郭崇晓;;双金属复合管的技术现状和发展方向[J];焊管;2013年02期
相关会议论文 前1条
1 宋亚峰;;油气田开采用冶金复合双金属复合管开发与应用[A];2008双(多)金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年
相关硕士学位论文 前3条
1 孙育禄;耐蚀合金双金属复合管的应用技术[D];西安石油大学;2013年
2 孙倩;304/Q235内衬式冶金复合管对接焊接接头组织与性能研究[D];沈阳理工大学;2013年
3 晋军辉;内覆不锈钢/碳钢双金属管内压扩散复合的研究[D];大连交通大学;2004年
,本文编号:2067110
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2067110.html