X80管线钢在管道凹陷状态下的应变演变特征

论文摘要

高钢级管线钢管在施工和服役过程中会产生凹陷等缺陷,从而改变应力和应变分布特征,影响管道的服役可靠性。为此,以X80管线钢管为研究对象,采用ABAQUS有限元分析软件,分析了外部载荷作用下含单纯凹陷管道随凹陷深度变化的应变场分布特征,通过实物凹陷预制试验探明凹陷区应变分布和显微组织特征,结合有限元模拟结果讨论X80管线钢管含单纯凹陷状态下的应变分布规律。研究结果表明:(1)在相同内压条件下,不同凹陷深度下凹陷区的应变表现出相似的分布特征——应变量随着与凹陷中心距离的增加而增大,达到应变峰值后随距离的增大而快速减小;(2)应变量随着凹陷深度的增加而增大,并且在相同的内压及凹陷深度下,同一位置处的轴向应变大于径向应变;(3)凹陷深度越大,内压与深度对应变影响的叠加效应越大;(4)凹陷变形初期材料发生了应变硬化,随着变形的深入及凹陷半径的外延,材料应变响应能力增加,凹陷区底部和侧壁晶粒沿着变形最大的方向被拉长,晶格被扭曲,发生应变硬化,使得该区域位错密度增大,位错间产生相互作用,从而提高管线钢的强度。结论认为,该研究成果可以很好地预测凹陷过程中的应力应变演变规律,可以为机械损伤对管道服役安全影响研究提供理论基础和试验依据。

论文目录

• 0 引言
• 1 试验材料与方法
•   1.1 ABAQUS有限元分析
•   1.2 X80管线钢单纯管道凹陷预制
•   1.3 应变监控和微观结构分析
• 2 试验结果与讨论
•   2.1 工作内压条件下模拟管道凹陷深度对应变的分布影响
•   2.2 内压对凹陷状态应变分布的影响
•   2.3 凹陷过程中的应变硬化分析
•   2.4 凹陷过程中应变硬化和组织响应
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 朱丽霞,武刚,李丽锋,罗金恒,田野,徐春燕,林睿

关键词: 管线钢管,有限元模拟,凹陷,凹陷深度,应变,应变硬化,显微组织特征

来源: 天然气工业 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油集团石油管工程技术研究院,石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室,中石油管道有限责任公司西部分公司,中国石油新疆油田公司油气储运分公司

基金: 国家重点研发计划项目“危险化学品储存设施燃爆毁伤效应及事故调查技术”(编号:2016YFC0801204)

分类号: TE973

页码: 113-119

总页数: 7

文件大小: 4431K

下载量: 194