Q1: Які спеціальні фактори слід враховувати в конструкції міцності товстостінних сталевих труб?
Конструкція міцності товстостінних сталевих труб набагато складніша, ніж у тонкостінних труб, і слід враховувати наступні фактори: по-перше, слід розраховувати тривимірний розподіл напруги обручів, радіального напруги та осьового напруження, використовуючи кульгаву формулу замість спрощеної формули тонких стінок; По-друге, різницю продуктивності в напрямку товщини потрібно оцінити, особливо проти ламіновану здатність до розриву Z (швидкість зменшення секції, що перевищує або дорівнює 35%); По -третє, параметри міцності на розрив повзучості (наприклад, 100, 000 години міцності на витривалість) повинні бути введені в умовах високої температури; По -четверте, для чергування навантажень необхідний аналіз втоми (корекція кривої SN); Нарешті, для корозійних середовищ товщина стінки дизайну повинна додати 2-5 мм дозволу на корозію до обчисленого значення . стандартів, таких як ASME B31 . 3 та GB/T 20801, забезпечують спеціальні методи проектування.
Q2: Як перевірити низькотемпературну міцність на стінні стінки сталевих сталевих труб?
The low-temperature impact test of thick-walled steel pipes has special requirements: the specimens need to be taken from 1/4 of the wall thickness (the most dangerous area), and samples are taken in the axial, circumferential and thickness directions; the standard Charpy V-notch specimens (10×10×55mm) need to be processed into full size, and when the wall thickness is insufficient, 7.5mm or 5mm small-size specimens can be used; the test temperature is set according to the minimum operating temperature (such as LNG pipes need to be tested at -196℃); the evaluation indicators include absorbed energy (such as X70 steel pipes -40℃≥60J) and shear area (≥85%); for extra-thick-walled pipes (>100 мм), також необхідний тест на сліз (DWTT) також для оцінки продуктивності зупинки тріщини .
Q3: Які характеристики залишкового розподілу напружень товстостінних сталевих труб?
Залишковий розподіл напружень товстостінних сталевих труб показує значну особливість градієнта: зовнішня поверхня, як правило, стискає напруження (-200 ~ -400 mpa), внутрішня поверхня-це напруження на розрив (100 ~ 300mpa), а значення напруги в ядрі знаходиться між двома; Залишкова напруга в зоні зварного звареного товстостінної труби може досягати 80% міцності на врожайність; На розподіл напруги впливає процес виробництва, а пікове напруження гарячої прокатної труби 30-40% нижче, ніж у холодної труби; Залишкова напруга може спричинити розмірну нестабільність (наприклад, деформація після обробки) та розтріскування корозій стресу; Розподіл напруги повної товщини можна виміряти за допомогою рентгенівської дифракції синхротрона або методу глибокої діри, що забезпечує основу для подальшої термічної обробки .
Q4: Який механізм відмови товстостінних сталевих труб під високим тиском?
Вимкнення високого тиску товстостінних сталевих труб представляє багатомодові характеристики: при дії внутрішнього тиску внутрішня стінка зазвичай починає виходити і поступово розширюється назовні (кульгавий еластичний розчин); Режим відмови вибуху поділяється на пластичний перелом (порт у формі грибів) та крихкий перелом (прямий тріщина); Зварені труби здебільшого починають розтріскування в зоні, що постраждала від тепла, і є очевидна пластикова стадія нестабільності; Переломи, спричинені агрегацією порожнини повзучості, також можуть виникати в середовищах високого температури та високого тиску; Для дефектних трубопроводів необхідна оцінка механіки руйнування (наприклад, значення CTOD більше або дорівнює 0 . 15 мм); Сучасна конструкція, як правило, заснована на методі схеми оцінки відмови (FAD), який всебічно враховує ризики пластичної нестабільності та крихкого перелому.
Q5: Як оцінити термін втоми товстостінних сталевих труб?
Оцінка втоми товстостінних сталевих труб вимагає спеціальних методів: по-перше, виміряйте фактичний коефіцієнт концентрації напруги (наприклад, KT, що перевищує або дорівнює 2,5 на трубі) через штамів; Потім проведіть тести на повну втому (зазвичай 10^7 циклів), щоб встановити модифіковану криву SN; Розглянемо ефект товщини стінки (на кожні 10 мм збільшення товщини міцність на втому зменшується на 5-8%); Коефіцієнт зменшення сили втоми (наприклад, ступінь FAT80) необхідно ввести у зварений суглоб; Для корозійних середовищ необхідні тести на втому корозій (частота менше або дорівнюють 1 Гц); На основі лінійної теорії накопичувальних пошкоджень Мінера в поєднанні з методом підрахунку дощів проводиться прогнозування життя, а коефіцієнт безпеки зазвичай 3-5.
