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1、2009年第2期 閥 門 —17—文章編號:100225855(2009)0220017205全焊接閥體管線球閥焊接接頭的安全評估鄔佑靖,徐澤亮(上海耐萊斯·詹姆斯伯雷閥門有限公司,上海201206)摘要 介紹了一種評價焊接接頭安全性的方法———裂紋尖端張開位移(CTOD)斷裂韌性試驗(yàn)方法,根據(jù)CTOD試驗(yàn)值,對埋弧焊焊接接頭免焊后熱處理的可能性進(jìn)行安全評定。為大型全焊接閥體管線球閥制造提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞 全焊接閥體;管線球閥;焊接接頭免焊后熱處理;裂紋尖
2、端張開位移(CTOD)中圖分類號:TG44118 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AAssessingthesafetyoffullyweldedbodypipelineballvalveWUYou2jing,XUZe2liang(ShanghaiNeles2JamesburyValveCo.,LTD,Shanghai201206,China)Abstract:CTODtestingisappliedtoassesssafetyoffully2weldedpipelineballvalve’sweldswithoutPWHT(Post2weldedHe
3、atTreatment)inthispaper.TheCTODvaluesofthesaidweldsaremeasuredaccordingtoBS7448,Fracturemechanicstoughnesstestspart2,andthesafetyandacceptabilityofthesaidweldsareassessedbasedontheirCTODvalues,whichcomplieswithAPI1104AnnexAandDNV2OS2401.Itisareliableandscientificmethodolo
4、gyforthedesignandmanufactureoffully2weldedpipelineballvalve.Keywords:fully2weldedbody;pipelineballvalve;weldswithoutpost2weldedheattreatment(PWHT);cracktipopeningdisplacement(CTOD)1 概述較高的殘余應(yīng)力,甚至產(chǎn)生焊接缺陷。焊接是閥體組裝后的最后一道工序,體腔內(nèi)有非金屬密封材料石油、天然氣輸送管道是一條能源供給線,線上橡膠和四氟塑料,不能進(jìn)行焊后熱處理。另外,在閥
5、的緊急切斷閥為全焊接閥體管線球閥。該閥安裝在體焊接接頭設(shè)計(jì)中,為對準(zhǔn)和定位,在焊縫根部存在野外,遠(yuǎn)程操作,維護(hù)困難。閥門既承受管道內(nèi)部壓一條環(huán)形的裝配縫隙,這一縫隙在內(nèi)部壓力和外部力,又承受外部載荷,如地基沉降、泥石流、地震、管道溫度應(yīng)力和地下水的電位腐蝕及應(yīng)力腐蝕等,工載荷作用下,將產(chǎn)生幾倍于正常工作應(yīng)力的應(yīng)力集況條件十分惡劣,要求具有30年以上的無維護(hù)使用中,難于處理。因此,閥體焊接接頭的根部縫隙的應(yīng)壽命。力集中、殘余應(yīng)力、組織劣質(zhì)化成為閥體結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)邊界完整性的一個隱患。2 閥體特點(diǎn)3 分析全焊接閥體的焊接接頭一
6、般均設(shè)計(jì)為窄間隙厚壁埋弧焊。如Class600-20in1的球閥,焊接壁厚通過對大量的金屬材料焊接結(jié)構(gòu)失效事故進(jìn)行為44mm。Class900-48in1球閥,焊接壁厚為140分析,其結(jié)果表明,大部分焊接接頭失效是金屬材料mm。所以閥體焊接為超大厚度筒狀焊接接頭。厚韌性不足造成的。接頭中金屬材料在焊接過程中快壁多層焊接過程是金屬材料多次反復(fù)加熱和冷卻的速熔融又快速凝固,受到周邊金屬約束力的作用產(chǎn)過程,導(dǎo)致焊接接頭組織的不均勻性和劣質(zhì)化,產(chǎn)生生較大的殘余應(yīng)力,而金屬材料又多次反復(fù)經(jīng)歷熔作者簡介:鄔佑靖(1937年-),男,高級工程師,長期從
7、事管線球閥的設(shè)計(jì)、制造和研究工作。標(biāo)準(zhǔn)分享網(wǎng)www.bzfxw.com免費(fèi)下載—18— 閥 門 2009年第2期〔6〕融-凝固的相變過程,形成粗大的柱狀晶粒,并產(chǎn)生行評估。在2種不同的無熱時效處理的焊接工藝〔7〕析出、夾雜、氣孔和微裂紋等缺陷,使材料的韌性明中,應(yīng)用CTOD試驗(yàn)方法確定出最佳焊接工藝。顯降低。由于事故的復(fù)雜性,預(yù)言某一結(jié)構(gòu)因某種根據(jù)CTOD試驗(yàn)結(jié)果,對EH36管線鋼焊接接頭焊〔8〕原因失效是困難的。但從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度分析,大部分趾處的表面裂紋進(jìn)行評定。對常用橋梁鋼焊接
8、結(jié)構(gòu)的破壞是由于材料的韌性不足,由微小的Q370qE和Q345qD進(jìn)行CTOD試驗(yàn),分別計(jì)算材料缺陷引發(fā)疲勞裂紋,并不斷擴(kuò)展造成的。在脆斷、韌脆破壞和韌性破壞時的CTOD值,作為修〔9〕由于焊
