環焊縫熱影響區斷裂韌性分布規律及統計處理方法

王磊，宋高峰，蘇黨紅，鄭逸翔，陳宏遠，吉玲康

(1.中國石油集團工程材料研究院有限公司,石油管材及裝備材料服役行為與結構安全國家重點實驗室,西安,710077；2.江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院,江蘇省市場監管重點實驗室(過程裝備風險防控技術),南京,210036；3.陜西省天然氣股份有限公司,西安,710000)

0 序言

隨著海洋石油天然氣開發的深水化，海底管道用管線鋼管強度越來越高.眾所周知，海洋管道為金屬焊接構件，最主要環節之一是現場的鋼管對接環焊縫連接.低碳高強鋼是海洋管道最常用的材料，具有良好的焊接性.由于焊接工藝技術以及現場環境等因素的影響，現場焊接過程往往不可避免地出現夾雜、氣孔和未熔合等缺陷.使得環焊接頭成為整個壓力管道中最薄弱的部位.在外部載荷和變形環境作用下，缺陷發生啟裂、擴展，最終引起管道斷裂[1].因此必須對管線鋼管焊接接頭質量進行嚴格的評定.相比于傳統的沖擊韌性評定方法，裂紋尖端張開位移CTOD 可以描述含裂紋材料在施加載荷時抵抗斷裂的能力.對于穩態裂紋擴展特性可以用斷裂韌性的特征值(δ0.2和δm)表征，可以有效地描述含裂紋結構的材料韌性，進而基于ECA 分析，確定臨界載荷或臨界裂紋尺寸[2-5].因此，環焊接頭斷裂韌性特征值的確定，對于海洋管線鋼管的鋪設及服役的安全具有重大意義.

然而，除了外界因素外，焊接本身是一個耦合了多種因素的過程，導致焊接接頭組……