管线钢疲劳行为研究进展.pdfVIP

焊管 ．第32卷第8期 ．2009年8月 ·31· ●应 用 与开 发 管线钢疲劳行为研究进展 武 威 ，李 洋 ，吉玲康 ，赵文轸 (1．西安交通大学 材料科学与工程学院，西安 710049； 2．中国石油天然气集团管材研究所 石油管力学和环境行为重点实验室，西安710065) 摘 要：介绍了近年来国内外在管线钢疲劳行为方面的研究进展 ，重点阐述 了管线钢疲劳性 能的试验研究情况和缺陷对管线钢疲劳性能的影响，通过分析提 出了今后管线钢疲劳性能研 究的发展趋势。 关键词：管线钢管；疲劳断裂；韧性断裂 中图分类号：TG113．255 文献标志码：B 文章编号：1001—3938(2009)08—003l一04 ProgressinResearchonFatigueBehaviorofPipelineSteel WU Wei1-LIrang ，JILing—kang，ZHAOWen—zhen , (1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，Xi’anjiaotongUniversity，Xi’an710049，China； 2．StateKeyLabofPetroleumMechniesand EnvironmentBehavior， Tub~arGoodsResearchCenterofCNPC，Xi’an710065，China) Abstract：Thispaperintroducestheprogressofresearchonthefatigueactionofpipelinesteelinrecentyearsathomeand aboard，emphasizestheeffectonfatiugepropertyofresearchnadtestconditionofpipelinesteelfatiugeproperties，aswellas defects．Throughanalysis，thedevelopingtrendofr1eseaI℃honhtefatiugepropertyofpipelinesteelisproposed． Keywords：pipelinesteelpipe；fatiug efracture；toughnessfracture 疲劳断裂是油气长输管线比较常见的一种失 能和缺陷对管线钢疲劳性能的影响为主。 效形式，管线在服役过程中往往受到各种交变应 力的作用，交变应力一方面来 自于管内输送压力 1 管线钢疲劳性能研究进展 的波动和气体介质的分层结构，另一方面来 自于 管线外部的变动载荷，如埋地管线上车辆引起的 Bussiba等 使用全厚度MT试样测试了6种 振动、沼泽地管线浮力的波动、沙漠管线流沙的迁 管线钢 (级别从B级到X100级)的疲劳裂纹扩展 移、穿越管段的卡曼振动、海洋管道承受海浪冲击 速率。经测试，6种管线钢疲劳裂纹扩展速率 载荷等 I2J。各种因素产生的交变应力使钢管内 (da／dN=C(AKm))系数 c为 (1．50—4．11)X 部和表面的缺陷发生扩展，最终造成管道疲劳断 10一，应力强度因子范 围AK指数 m为3．14— 裂，若同时受到腐蚀，则会产生腐蚀疲劳断裂，迫 3．62。管线钢的疲劳裂纹扩展速率曲线如图1所 使油气供应中断，产生严重的后果 J。 示，6种管线钢的疲劳裂纹扩展门槛值、第一阶段 疲劳断裂往往是突然发生的，没有明显的征 扩展、第二阶段扩展的大部分之间差别不大，而第 兆，因而具有很大的危害性。尤其对于天然气高 三阶段的疲劳应力强度因子范围临界值有所不同。 压输送