裂解炉稀释蒸汽管道三通开裂原因分析

针对某乙烯裂解装置稀释蒸汽管道304H耐热不锈钢三通使用1年后发生开裂的情况,从材料成分、力学性能、金相组织、残余应力和断口特性等方面进行了分析。结果表明,裂纹分别启裂于三通的内壁和外壁,多数裂纹开裂处伴有晶间腐蚀特征,裂纹扩展特性以沿晶型为主;断口附近腐蚀产物存在O,S,Cl等酸性腐蚀介质。三通主管表面最大轴向应力达到147 MPa,三通相贯线附近距裂纹20 mm处的最大环向应力达到114 MPa,说明运行中的三通表面应力达到了材料屈服强度的1/2。分析认为,裂纹的产生是由于材料发生敏化后,在应力和腐蚀介质共同作用下形成的以沿晶为主的应力腐蚀开裂,更换三通材料或通过适当的固溶处理降低三通中的残余应力是避免三通开裂的重要途径。

冲击压痕法测量残余应力中的塑性区问题

冲击压痕法作为近年来出现并已得到工程应用的一种新型残余应力测量技术 ,正在受到日益重视。已有试验结果表明 ,该方法的有效应用必须基于避开压痕周围的塑性区 ,利用压痕外的弹性区应变增量变化规律 ,但目前尚无定量的理论分析结果。本文采用有限单元法 ,通过数值分析研究了采用压痕法测定残余应力时压痕周围塑性区的变化规律 ,发现对于一般金属材料 ,当压痕直径为1.2mm、残余应力达到材料屈服强度时 ,从压痕中心算起的塑性区半径约为 4mm。该塑性区尺寸为设计专用压痕法测量残余应力用应变花提供了重要依据 ,从而可以保证应力测量时将应变栅布置在塑性区外 。

运行管道在线焊接时的氢致开裂与防止方法

油气输送管道由于腐蚀或机械损伤引起的减薄区以及由于管道的大段破坏或工艺要求需要安装分输支管，通常要进行现场焊接操作。该操作如果在不停输的情况下进行，会大大减少由此引起的经济损失。但是在不停输情况下焊接，由于管内介质的流动而产生的快冷效果可能会形成热影响区（ＨＡＺ）的氢致开裂。为了避免氢致开裂获得优良的焊接接头，本文在低碳钢管的循环试验管道上初步研究了焊接残余应力、焊接区冷却速度、焊接工艺条件等因素对运行管道在线焊接时产生氢致开裂的影响。试验得出了一些有益的结果，为进一步深入研究奠定了基础。

盲孔法测量残余应力的钻削加工应变

采用一种新的钻孔标定方法──有应力钻孔标定法，研究了盲孔法测量残余应力过程中外加应力与钻削加工应变的关系。结果表明，加工应变的大小不仅与应力水平有关，而且与应力性质有关。试验获得的钻孔加工应变ε＿（ｐｍ）与钻孔释放应变△ε之间的关系为一简单的线性关系：ε＿（ｐｍ）＝ａ△ε＋ｂ。武中ａ、ｂ为测量系数，与钻孔方法、被测材料等因素有关。本关系的获得使得采用刃具钻孔测量残余应力的精度有很大提高。

压痕应变法测量残余应力的不确定度分析

压痕应变法是近期出现的一种非常有价值的(焊接)残余应力测量技术,它具有无损、快捷、精确、成本低等特点。采用该技术测量残余应力时的误差大小或不确定度分析是人们关注的问题之一。应用B类评定法对采用该技术测量Q345低合金钢中焊接残余应力的不确定度进行了详尽分析,结果表明,应力相对不确定度的大小主要决定于应变的绝对值,低应变情况下的相对不确定度主要由重复性试验的应变不确定度决定。一般情况下,应力的标准不确定度数值为20～30MPa。

逆焊接加热处理引入压缩残余应力的数值分析

采用有限单元法模拟计算了经过逆焊接加热处理的复合板、不锈钢、CF62调质钢等材料的残余应力场 ,计算中还考虑了不同板厚条件以及处理前原始残余应力场与形成压应力效果的关系。分析结果对进一步弄清逆焊接加热处理的原理和工艺特点以及该方法的工程应用起到了很好的促进作用。

不同冲击波作用区da/dN下降的机理研究

采用16Mn钢三点弯曲试样,研究了塑性冲击波和弹性冲击波作用区疲劳裂纹扩展速率da/dN的变化结果表明,经过爆炸处理,da/dN在整个冲击波作用区(约100mm)均有明显降低,以塑性冲击波作用区最为明显在整个纯弹性波作用区,如果△K相同,则爆炸处理后的da/dN在不同位置的弹性波作用区基本相同认为冲击波作用下材料具有的裂纹闭合效应使有效应力强度因子△K_(eff)的减小是da/dN下降的主要原因在塑性波冲击区,裂纹闭合主要由裂纹尖端产生的塑性形变和氧化物形成;

逆焊接温差压应力层防护处理解决应力腐蚀开裂新技术

介绍了采用逆焊接温差处理原理，形成压缩残余应力层，防止应力腐蚀开裂的新技术。试验和工程应用结果证明，

爆炸法消除三峡工程高强钢压力钢管焊接残余应力

对三峡工程采用的６０ｍｍ厚 ＮＫ－ＨＩＴＥＮ ６１０Ｕ２调质高强钢对接和角接的焊接试板进行爆炸处理。结果表明爆炸处理不仅显著消除试板表面的拉伸残余应力，而且能使残余应力沿厚度方向分布均匀且显著降低。

压痕应变法测量焊缝应力时的近似修正方法

压痕应变法作为近年来出现并已得到工程应用的一种新型残余应力测量技术,正在受到日益重视。目前通过应变增量计算残余应力的方法仍然是通过事先试验标定,测量超强或低强匹配焊缝中的残余应力时采用的仍然是母材的标定系数,因而会带来严重误差。首先对压痕周围物理变形场进行了相应分析,继而提出一种计算焊缝残余应力的近似修正方法,从而使焊缝应力的测量精度大大提高。

逆焊接加热处理温度场的有限元分析

用有限元数值模拟分析了采用逆焊接加热处理方法在试板厚度方向产生的温度场分布.计算比较了采用水作为冷却介质,不同的加热温度、试板厚度以及不同材料等因素对形成温度场的影响,为进一步采用热弹塑性理论计算应力场分布奠定了基础.

逆焊接加热处理三维残余应力分布及测定方法的研究

采用Ｒ－Ｎ全释放解剖法测定了逆焊接加热处理形成的压缩残余应力在复合焊接试板板厚方向的三维分布，采用分段钻孔的方法对压应力层深度进行了验证，取得了比较满意的结果。通过本文工作。

压应力处理修复加氢反应器应力腐蚀裂纹的工程应用

文章详细介绍了在国内外首次采用逆焊接温差处理制造压应力新工艺,以及成功修复加氢反应器产生的应力腐蚀裂纹的过程.通过这个典型事例,为国内各类化工容器或管道的防止应力腐蚀开裂提供了一条新途径.

焊接接头微区力学性能压痕测试系统

焊接接头是一个组织与性能的不均匀体,为了对接头力学性能作出有效评价,采用示值球形压痕技术(IBIT),以步进电动机为动力,用载荷传感器、位移传感器连续获取载荷、位移数据;以触摸屏为操作界面,用PLC进行运动控制和数据处理,研制出压痕性能测试系统,获得被测接头的压痕硬度、弹性模量、屈服强度、抗拉强度、应变硬化指数及表面残余应力.与其他焊接接头力学性能测试方法相比,该系统具有便捷、非破坏、多功能、实时在线检测的特点,尤其适用于工程现场焊接接头微区力学性能的测试.

逆焊接加热处理防止复板结构应力腐蚀开裂的研究

复板焊接结构出现应力腐蚀开裂的主要原因之一是拉伸残余应力的作用。本文提出了采用逆焊接加热处理原理制造表面压应力的新方法。采用此方法,可以方便地在复板表面形成数值稳定的双向压缩应力,有效避免了应力腐蚀裂纹的产生。该方法为彻底解决复板和其它类型容器应力腐蚀开裂提供了新途径。

球压法力学性能测试系统的计算机控制

IBIT球形压痕测试装置是基于球形压痕技术的材料微小区域力学性能测试系统,在使用触摸屏的情况下,存在数据失真、载荷位移曲线不能实时显示等问题.为解决上述问题,采用计算机代替触摸屏与PLC进行通信交流,实现对电机运动的控制与对载荷、位移数据的采集,利用由Delphi编程软件开发的P-h数据采集程序可以向欧姆龙PLC发送和接受FINS格式命令.试验表明,所开发的P-h数据采集程序满足控制要求,采用计算机控制能够减小人为因素以及数据在不同电气元件间传输的影响,从而获得更加准确的数据与实时显示的P-h曲线,同时还可以简化数据处理过程.

小孔法测量残余应力的应力—应变有限元分析

采用三维八节点等参元的有限元方法,计算试件表面钻一盲孔((?)1.5mm×2.0mm)后的应力—应变分布。结果表明,盲孔周围的应力分布特征与相同状态下通孔情况基本相似,只是由于盲孔底部的拘束和传力作用,使孔边的应力集中系数有所降低(约10%),孔边的应力释放量也比通孔小些。盲孔的最大应力集中系数为2.78,位于孔的中部。实验标定结果表明,当外加应力小于0.7σ_s 时,两者的应力—释放应变曲线基本相同;大于0.7σ_s 时,曲线有所分离,最大差别为30μ∈左右。

微量预应变对焊接接头疲劳性能的影响

采用辊压加载的方式在16Mn钢焊接接头处形成微量塑性预应变,研究辊压变形后材料本身的疲劳和力学性能变化(不计表面效应)。利用SEM观察疲劳断口和TEM观察位错形貌。试验结果表明,虽然金属辊压变形后的强度和硬度有所提高,但疲劳极限明显降低。断口呈完全的脆性状态,位错大量增殖并表现为胞状亚结构。分析认为,辊压后材料中位错的特殊结构和材料内部所形成的损伤累积是疲劳性能下降的主要原因。

运行管道在线焊接工艺研究之评述

介绍了运行管道的国内外维护焊接技术的现状及研究状况，着重就维护焊接过程中的有关技术问题进行了评述，指出目前世界各国在运行管道维护焊接工艺研究及应用上各有千秋，水平不一。了解现代管线维护焊接的最新工艺及发展趋势对我国管线业的发展具有积极意义。

焊接结构的延寿处理

焊接结构的焊后延寿处理作为保证焊接产品长期安全有效运行的重要手段正在受到人们的重视。本文论述了焊接结构进行焊后延寿处理的目的、意义 ,对各种主要的延寿处理技术 ,特别是以降低焊接残余应力为主的各种方法 。