國內(nèi)外現(xiàn)發(fā)生不少輸油管段在水壓試驗(yàn)和使用期間突然撕裂的事例，這引起有關(guān)專家及工程技術(shù)人員的重視。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，螺旋焊縫是輸油管道的薄弱部位，由于焊接過程中的約束和局部加熱，冷卻的收縮效應(yīng)及金屬組織的變化因素，使輸油管道產(chǎn)生殘余應(yīng)力。輸油管道投入使用后，所有螺旋焊縫都要經(jīng)受輸油管運(yùn)輸介質(zhì)時產(chǎn)生的種種運(yùn)行應(yīng)力，殘余應(yīng)力及迭加力的作用，但焊縫存有缺陷時，可加速裂紋迅速擴(kuò)展，致使輸油管道的承載能力、使用性能下降，特別是對油管的低溫脆斷有很大的影響。因此對輸油管道進(jìn)行殘余應(yīng)力分析研究是十分有必要的。
輸油管的原始情況及試件
輸油管是用9mm厚、1200mm寬的16mn鋼板，按58°螺旋升角冷卷成φ720mm的鋼管，然后焊成2400mm長的管材，焊絲為m10-mnsi，采用自動焊接，先內(nèi)壁焊半螺距后，外壁再施補(bǔ)焊，焊縫為15mm寬。因卷板工藝的誤差，有些焊縫坡口呈不對稱“x”型，35%左右的焊縫沒焊透，內(nèi)有φ0.1-φ1.5mm大小不同的孔洞。
為了取得可靠的數(shù)據(jù)，我們從輸油管上割下4塊試板，其中440mm*340mm的1號試板1塊，550mm*340mm的ⅱ、ⅲ、ⅳ號試板3塊，ⅰ、ⅲ號試板用于小孔法，ⅱ、ⅳ號試板用于切割法。
測點(diǎn)選擇及布片
螺旋焊縫的形成不同于對接焊縫，主應(yīng)力方向需測定，因此選擇兩種應(yīng)變計(jì)測試。下面是ⅰ、ⅳ號試板的測試情況和結(jié)果。
殘余應(yīng)力分析的方法有很多，本次我們采用小孔法和切割法進(jìn)行殘余應(yīng)力分析。
小孔法儀器采用jhmk殘余應(yīng)力測試儀，用jhzk殘余應(yīng)力精密鉆孔裝置在試板上鉆2.4mm深盲孔，標(biāo)定試件取輸油管母材。
切割法采用jhyc切割法應(yīng)力測量系統(tǒng)，經(jīng)φ1.2mm的鋁絲切割。由于線切割機(jī)行程有限，因此切割前試板上距焊縫熔合線3mm處鉆孔φ2mm的通孔以備穿鉬絲切割。*一次切割由a→b，第二次切割由c→d，兩邊聯(lián)結(jié)處分別用鋸割開。
殘余應(yīng)力測試結(jié)果分析
由ⅰ號試板測試結(jié)果可以看出，小孔測得焊縫1-12點(diǎn)的縱向應(yīng)力σx是拉應(yīng)力，其*大值為115mpa，約0.25σx；垂直焊縫的橫向應(yīng)力σy均為壓應(yīng)力，*大值是-439mpa，約0.9σy。在垂直焊縫的y截面上，為了考察焊縫熔合線處的應(yīng)力大小，距焊縫中心線18mm處選擇16和17兩個測點(diǎn)。從y截面應(yīng)力分布圖可看出，17點(diǎn)的應(yīng)力σy*大，其值是478mpa，約為1.16σy。16點(diǎn)的應(yīng)力σy是-333mpa，約0.8σy。
由ⅳ號試板測試結(jié)果可看出，切割法測得焊縫上多數(shù)點(diǎn)的*大主應(yīng)力σ1與0°軸夾角β接近45°，主應(yīng)力σ1和σ2基本上是在焊縫的縱向及垂直焊縫的橫向，1-6點(diǎn)的σ1是拉應(yīng)力，*大值是114mpa，約0.25σ1。σ2均為壓應(yīng)力，*大值為-249mpa，約0.55σ2。σ2的*對值普遍比σ1的*對值大，*大剪應(yīng)力rmax為147mpa。
由焊縫殘余應(yīng)力分布曲線可看到，兩種方法測得的應(yīng)力分布曲線基本形同，垂直焊縫的應(yīng)力數(shù)值很大，分析其原因，主要是輸油管道按58°螺旋升角冷卷成鋼管的過程中，軸向必然產(chǎn)生回縮力，致使焊縫形成的同時產(chǎn)生了垂直焊縫的壓應(yīng)力。同時由于鋼板的反彈作用，在靠近焊縫熔合線處，使母材兩側(cè)的殘余應(yīng)力形成反對稱于焊縫分布的情況。
總結(jié)
1.輸油管焊縫上的殘余應(yīng)力，其*大、最小主應(yīng)力分別在焊縫縱向及垂直焊縫的橫向上。
2.應(yīng)力分布特征為焊縫縱向是拉應(yīng)力曲線，焊縫橫向是壓應(yīng)力曲線。
3.垂直焊縫的y截面，靠近焊縫的熔合線部位的應(yīng)力分布曲線反對稱于焊縫。
4. *大拉應(yīng)力是478mpa，在靠近焊縫的熔合線部位，約1.16σx。*大壓應(yīng)力是-439mpa在焊縫上，約0.97σy。
測定結(jié)果符合輸油管卷制過程中螺旋焊縫形成時的受力狀況?？偟膩砜?，沿焊縫縱向應(yīng)力分布特征與對接焊縫相同，垂直焊縫橫向應(yīng)力分布情況與其不同。

---

2025年實(shí)現(xiàn)屋頂光伏覆蓋率100%！北京地鐵推進(jìn)分布式光伏建設(shè)
TGSG-01W聲光報(bào)警器技術(shù)參數(shù)AC220V
海氏腸球菌的相關(guān)知識介紹
板式測厚儀專業(yè)廠家提供專業(yè)的培訓(xùn)
真空包裝機(jī)之充氣式真空包裝機(jī)的使用方法
輸油管道螺旋焊縫殘余應(yīng)力分析研究
戶外防爆控制箱接地要求
電導(dǎo)率儀 使用說明
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)需要考慮哪些問題？
水泥布袋的收塵規(guī)格
微泄漏密封性測試儀-數(shù)據(jù)可追溯
Ferraz PC71UD13C315D1A
自密實(shí)混凝土靜態(tài)抗離析性圓柱模構(gòu)造原理
InLab全自動配香儀系統(tǒng)
玻璃棉卷氈的主要應(yīng)用
行星式水泥攪拌機(jī)的選用
閘門橡膠止水帶玉溪守信企業(yè)
三坐標(biāo)深孔鉆加工的BTA單管鉆系統(tǒng)介紹
用于紡織品染色牢度檢測設(shè)備RT-300介紹
一體化污水流量計(jì),電磁污水流量計(jì)