厚壁无缝钢管屈服强度的测量管线材料的强度性能 2021-10-22

  今天的厚壁无缝钢管管线钢板与管的典型化学成分见表热机械加工工艺,即控制轧制和加速冷却,成为生产管线钢的手段。加速冷却尤其在平衡高强度与高韧性,以及良好的焊接性能方面发挥重要作用。管线用钢板通过“在线快速冷却装置”生产。在加速冷却过程中达到高的冷速,对获得具有细小均匀微观组织的母材十分有利,而这种组织能够提供高强度和良好韧性。高的冷却速率也可以降低管线钢的合金元素加入量,使其能够得到良好的焊接性能。要将高强度管线钢用到基于应变设计的管线工程中,一个关键问题就是如何实现管线钢管的大变形性,以获得由于管线变形而发生的弯曲皱曲和环焊断裂所要求的高应变能力。

  管线钢的一般趋势是随着强度升高其伸长率降低,人们做了厚壁无缝钢管大量努力来提高高强度管线钢管的变形性能见图,将控制多相微观组织的技术用于开发。优化的成分设计及包括使用先进的加速冷却的工艺,可以大幅度提高甚至吏高强度管线钢的变形性能。本文所提供的管线钢,在保持应用所要求的高强度和高韧性的同时,具有非常低的纵向屈强比,其应力一应变曲线为圆拱形。管材性能和基于应变的管线设计基于应变的管线设计需要同时考虑承受管线输送压力和承受管线由于地面位移而变形的问题所以需要关注管线承受周向和纵向的应力应变性能。另外,随着管线钢的使用,如何正确地测量应力一应变性能变得越来越重要。这可通过图来理解,从图可以清楚看到,在其他因素不变,当屈服强度提高,管的塑性逐渐地下降。

  目前在管线工程设计的新趋势是根据管线实际应变能力进行设计计算,而不是依靠其末确定的塑性量,这种趋势相当重要。其他要考虑的因素是管线钢的屈强比,对它在承受双轴周向和轴向负载条件下发生均匀应变的影响,以及涂层热循环过程对其均匀应变性能的影响。对个因素来说,德因和日奉进行打压试验中均发现,在单轴加载条件下,当管线钢管的屈强比超过时,其均匀应变率很快地降低到理论值以下。澳大利亚的研究指出,涂层的热循环过程会进一步降低所制成的焊管的均匀应变率因此,对基于应变设计来说,因对未涂层管的单轴向应变为小数值的均匀应变时,就确实需要关注,尽管典型的设计应变量在的范围内。对材料的所有性能都进行了研究因为它们关系到订货条件和管线的工作性能。关键是生产工艺与成分应力应变行为,屈强比以及如何测量这些性能均匀应变管线钢管的周向与纵轴向性能直缝焊性能和韧性要求。厚壁无缝钢管屈服强度的测量管线材料的强度性能已经规定由取自管体周向再展平的板拉伸试样试验进行评价。

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