X65管线钢焊接接头抗开裂性能及止裂性能

为了研究X65管线钢焊接接头的抗开裂性能和母材的止裂性能,对接头的金相组织进行了观察,并且进行了接头各区域裂纹尖端张开位移(CTOD)试验和母材的落锤撕裂试验(DWTT).试验结果表明:X65钢焊接接头焊缝和母材相比,组织粗大且不均匀,其冲击韧度和断裂韧度值均明显低于母材;X65钢管材对应剪切面积为40%的温度约为-35℃.X65钢母材的抗开裂性能明显优于焊缝,且具有良好的止裂性能.

聚乙烯压力管道小尺寸稳态试验装置及其止裂性能研究

小尺寸稳定态试验(Small-scale steady state testing,S4)是模拟聚乙烯压力管道的快速裂纹扩展的一种有效方 法,可获得可靠的压力管道止裂性能指标。在介绍自行研制的S4试验装置基础上,利用该装置在不同压力和不同 环境温度下,对PE80聚乙烯压力管道进行了S4试验,给出了供试管材的止裂曲线;并通过试验分析研究了焊接 工艺、压力和环境温度等因素对聚乙烯压力管道止裂性能的影响。

3.5%Ni低温钢裂纹止裂性能

本文参照ASTM际准止裂韧性测试方法(E1221—38)测试了3.5％Ni钢低温止裂韧性,分析了快速裂纹扩展微观断裂机理,并详细讨论了止裂韧性在实际工程结构上的应用。结果表明:在-196～-40℃试验温度范围,正火回火3.5％Ni钢止裂值随温度变化呈现明显转变特征:快速裂纹扩展和止裂是以解理加韧带破坏的联合断裂方式进行。由于本实验3.5％Ni钢中含有较多夹杂物,大大降低了钢的止裂性能,致使本实验钢在其最低使用温度(-105℃)时不具备高的止裂能力。

落锤撕裂试验的发展及其在评价材料韧断止裂性能中的应用

综述了按GB/T 8363与API RP 5L3等标准所执行的铁素体钢落锤撕裂试验(DWTT)技术的发展概况及其在评价高强度、高韧性金属材料动态断裂性能,特别是在韧断止裂性能中的应用,如高等级管线钢、压力容器用钢以及高止裂性能船板用钢等。具体而言,第一代DWTT试验机具有较高打击能量冲断试样暴露断裂面,仅用于评价设定温度断口剪切面积分数pSA指标;第二代试验机可实测试样的DWTT吸收能,是夏比冲击技术在大尺寸试样与实物性能评测中的重要拓展;第三代试验机具备仪器化测力分析功能,可结合弹塑性断裂力学原理开展动态断裂性能评价,特别是评估管线钢的临界裂纹尖端张开角度指标,即ψCTOA,c。

船用钢止裂性能评价技术发展与现状

上世纪50、60年代大量发生的船舶结构断裂事故掀起了断裂评定研究热潮。为避免船体结构脆性断裂事故的发生研究人员提出了"止裂"的概念,并相继发展了多种钢板止裂性能评价技术,但研究对象仅限于薄板和中厚板,近年来随着超大型集装箱船的发展,对50 mm以上厚板止裂性能的评价技术研究又成为热点。本文对船用钢止裂性能评价技术的发展与现状进行了简要综述。

一种新的船用高强度钢厚板止裂性能评价技术的提出与研究

正集装箱运输船的日益大型化和超大型化要求在建造过程中使用高强度厚板以保证船体结构的强度和刚度,但同时高强度厚板较低的抗开裂性能会导致结构的低应力脆性断裂倾向增大。

大型球罐用的CF钢配套锻件抗断裂性能和焊缝止裂性能试验研究

测定了模拟球罐人孔用的厚280mm锻件试环的COD阻力曲线和NDT温度,证明所设计的锻件用CF钢有优于板材的抗断裂性能。还测定并研究了锻件与板材对接焊缝的止裂性能,表明它与钢板和钢板对接接头的止裂性能相当。

采用新技术提高船用厚板止裂性能

近年来，随着船舶的大型化，造船用钢板也向厚板化的方向发展。特别是集装箱船，由于其船体结构的要求，在舱口围板、上甲板等部位已经使用厚度达到60～80mm的厚板作为高强度部件。舱口部件的组合已经采用大线能量焊接技术，但是，伴随着钢板的厚板化，要求钢板进一步适应更大的线能量焊接。

控轧工艺对厚壁X70管线钢低温止裂性能的影响

针对壁厚33 mm、管径?1 422 mm管线用X70钢板在-30℃下DWTT性能异常问题,利用扫描电镜和背散射电子衍射技术,分析了两种不同控轧工艺下X70管线钢板的微观组织、晶粒大小及取向等因素对其低温止裂性能的影响。结果表明:粗轧采用7道次,道次压下量21~35 mm,轧后冷却速率19.4℃/s的条件下,钢板可获得细小的多边形铁素体、针状铁素体、以及弥散分布的M/A岛组织;同时,由于采用大压下率,提高了钢板心部变形渗透能力,可以细化心部奥氏体晶粒,增加了心部大角度晶界比例;还有,由于钢板厚度方向晶界取向差接近且心部存在38.2%的大角晶界,均有利于提高管线钢板的止裂性能。

七二五所成为国内唯一船用高强钢厚板止裂性能检测单位

2013年5月,七二五所提出的厚板止裂试验方法和止裂性能表征参量被写入国际船级社协会IACS＂统一要求＂（UR S33）。2014年1月,IACS＂统一要求＂（UR S33）开始正式生效,标志着七二五所成为国内唯一具有船用高强钢厚板止裂性能检测能力的单位。

Q500qE桥梁钢止裂性能试验研究

针对桥梁用Q500qE高强度结构钢,分别开展了梯度温度型双重拉伸试验、落锤试验和标准圆截面试样拉伸试验,测得了钢板的止裂温度CAT、无塑性转变温度TNDT、屈服强度Rel,在此基础上提出了CAT与TNDT、Rel及板厚t的相关性方程。由相关性方程得到的止裂温度计算结果与实测结果的偏差在±5℃以内,表明该方程能够较好地表征止裂温度与无塑性转变温度、屈服强度、板厚之间的相关性。

鞍钢大厚度集装箱船用止裂钢的研制

鞍钢通过采用低碳+微合金化、复合添加Cr、Mo、V等合金的成分设计,结合高质量钢冶炼、多阶段TMCP轧制及超快速冷却工艺,同时按照CCS、DNVGL等多国船级社认证规范要求,成功开发出90 mm厚度EH47BCACOD集装箱船用止裂钢板。钢板从表面至心部组织均匀,晶粒度达到10.5级,具有优异的抗层状撕裂性、低冷裂纹敏感性、良好的可焊性、合适的低温韧性及止裂性能。

新型止裂试验方法研究

在对已有典型止裂试验进行分析的基础上，总结出止裂试验的设计思想。并由此提出以落锤试样静载弯曲试验做为一种新的简易止裂试验方法。

GB/T 38277-2019《船用高强度止裂钢板》标准解读

由鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、山钢股份莱芜分公司等单位共同研究制定的《船用高强度止裂钢板》已于2020年7月1日开始实施,本标准的主要技术内容简述如下:1适用范围本标准适用于制造大型集装箱船甲板、舱口围等结构构件,厚度为50 mm^100 mm,具有止裂性能的高强度钢板。

SQ550低合金高强度钢断裂性能试验研究

分别通过Niblink试验和NDT试验研究了首钢研制开发的SQ550低合金高强度钢焊接接头的抗开裂性能及基体金属的止裂性能。结果表明，SQ550低合金高强度钢的无塑性转变温度为-15℃，使用GHS-70焊丝焊接SQ550低合金高强度钢所得无缺陷焊接接头在-15℃使用是安全的。

高强度止裂钢关键技术及评价方法研究

近年来,随着船舶及桥梁装备的日益大型化,对高强度、大厚度钢板的需求也越来越迫切,强度的提高和厚度的增大会降低钢板的抗断性能,传统的以裂纹尖端张开位移、断裂韧度等为核心的防脆性裂纹起裂设计方法已不能完全保证装备的使用安全。针对这一问题,发展了止裂设计方法,这一方法的核心思想是要求结构关键部位所用高强钢必须具有止裂性能,即局部部位的裂纹一旦达到临界尺寸发生失稳扩展时,钢板具有将裂纹止住的能力。

X70级管线钢不同缺口形式的落锤撕裂试验研究

在不同试验温度条件下,对各种缺口形式的X70级管线钢DWTT试样进行了落锤撕裂试验,并对试验中的有关数据进行了分析。试验和分析结果表明:X70级管线钢在室温下具有很高的断裂韧性,破坏后断口有明显的分层现象;X70级管线钢韧脆转变温度在-20℃^-30℃之间;在一定温度范围内,压制缺口试样异常断口出现的概率较大;异常断口的出现是由形变硬化、温度等因素造成的。针对高钢级管线钢出现的异常断裂现象,有待于改进断口的评价标准,以使其更客观地反映材料的止裂能力。

玻璃钢复合钢管的制备及静水压爆破性能研究

为了探索玻璃钢复合钢管用于油气输送领域的可行性,对玻璃钢复合钢管的制备和静水压爆破性能进行了研究,包括玻璃钢复合层材料的选择、玻璃钢管复合钢管的制造以及玻璃钢复合钢管的水压爆破试验,并与普通输送钢管的水压爆破性能和生产成本进行了对比。结果显示,玻璃钢复合钢管相对于同钢级普通钢管的爆破压力值提高了约50%,复合管在水压爆破过程中没有明显的屈服过程,外径膨胀率仅为1.06%-1.20%。研究表明,玻璃钢复合层较大地提升了管体强度,具有较为明显的止裂能力,且具有较高的产品性价比。

玻璃纤维增强塑料复合钢管爆破性能试验分析

由于玻璃纤维是单向排列于树脂基体中,当外力由基体传递至纤维时,由于各向异性,外力主要沿纤维长度方向进行传递,而玻璃纤维沿长度方向承载能力非常高,在一定程度上使力的作用得到分散,从而使管道的承压能力得到提高。为了进一步研究玻璃钢复合管的力学性能,依托钢管试验平台开展了一系列试验研究工作,包括对玻璃钢复合钢管的制备以及静水压爆破试验,获得了玻璃钢复合钢管性能数据。