CTOD试验在低合金钢铸件焊接性能评定中的应用

CTOD试验是一种有效评估材料焊接性能及焊接接头抗断裂性能的方法,广泛应用于桥梁、船舶等高安全系数领域。本文对桥梁用低合金钢铸件进行了焊接性评定,通过CTOD试验验证了铸件材料的焊接性能及服役性能。试验过程涵盖了铸件生产、焊材选择、焊接工艺评定与规范、焊接质量控制及CTOD试验的实施。

进行CTOD试验的焊接工艺评定试板制备要点分析

文中对双面焊的大厚试板焊接工艺评定试板的制备过程制定了指导说明。针对大厚试板的制备过程的各个环节提出了合理做法,并结合作业特点,设定了合理的作业顺序,提高试板制备效率。针对热影响区CTOD试样容易出现无效试样的情况,明确了在试板焊接时应关注的操作要点,提高获取热影响区CTOD试样的有效率。

N610CF钢双丝埋弧焊接头CTOD试验研究

依据GB/T 21143—2014,对不同焊接速度的双丝埋弧焊(v_(1)=60 cm/min,v_(2)=70 cm/min,v_(3)=80 cm/min)下的N610CF钢焊接接头焊缝区和热影响区(HAZ)进行了CTOD试验研究,并对断口的微观形貌和金相组织进行了分析。结果表明,采用单丝埋弧焊打底+焊接速度为60 cm/min的串联式双丝埋弧焊填充和盖面所得到的焊接接头(HAZ和焊缝区)的CTOD平均值为0.683 mm,离散系数为9.6%,综合的断裂韧性最好。

船用EH690钢焊评及CTOD试验的工艺探讨

文章对100 mm的EH690钢进行了手工电弧焊的横对接、立对接位置焊接工艺评定,CTOD试验(焊缝中心、热影响区),为桩腿换新提供了技术支持。

CTOD试验方法在海上风电导管架制作上的应用

为了确保海上风电导管架制作的可靠性和安全性,焊接接头的断裂行为研究就变得至关重要。通过分别从CTOD(裂纹尖端张开位移)的概念和某产品CTOD试验方法介绍焊接接头断裂韧度评定,为海上风电行业提供一种新型的设计和评估方法,以提高海上风电导管架的性能和可持续发展能力;同时,对比其经济性和高效性,为推广应用提供数据支持。

X65级别海底管线钢低温CTOD性能研究

由于恶劣的海洋环境,要求海底管线钢具有较高的低温断裂韧性。CTOD性能是海底管道低温断裂韧性的重要评价指标。本文通过对不同厚度实验钢在0℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃试验温度下进行CTOD试验。试验结果表明,本文实验钢的CTOD性能存在厚度规格效应的影响,20.6 mm厚度实验钢的CTOD值随着试验温度降低而降低,在0~-40℃之间,其CTOD性能均保持在较高水平,其CTOD值均在1.30 mm以上,在-60℃以下,其CTOD值大幅度降低,CTOD值降低为0.11 mm。而14.3 mm厚度实验钢随着试验温度的降低变化不大,其CTOD性能均保持在较高水平,在-80℃下,其CTOD值仍达到1.63 mm。

超低温裂纹尖端张开位移(CTOD)实验装置改进及焊接接头断裂韧性分析

针对超低温裂纹尖端张开位移(CTOD)实验中存在的试样对中不准确和温度控制不精确等问题,该文对现有设备进行了改进并展开测试实验。首先,选用9Ni钢焊接液化天然气(LNG)储罐并使用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察焊接接头的组织形貌;然后,用改进的CTOD实验装置测定接头的断裂韧性;最后,使用光学显微镜(OM)、SEM和EBSD分析CTOD断口形貌和疲劳裂纹的走向。实验观察到在焊接接头的熔合线处存在宽度约17μm的过渡层,元素Mo和Nb发生了偏聚,焊缝疲劳裂纹穿晶扩展;热影响区CTOD值低于焊缝且离散性较大,在主体实验过程中,出现了pop-in现象,产生的微裂纹沿熔合线粗晶区一侧扩展;粗晶区晶粒宽度达50~100μm,组织为粗大的板条马氏体,且大角度晶界比例较低。由实验可知粗晶区是整个接头断裂韧性最薄弱的区域。

国家标准GB/T21143中CTOD计算公式转动修正方法探讨

针对新版国家标准GB/T21143-2014中裂纹尖端张开位移CTOD计算公式修正后,对金属材料断裂韧性测试结果的影响开展了试验验证研究工作。通过对比依据老版国家标准GB/T21143-2007与新版国家标准GB/T21143-2014,还有欧洲标准ISO1235:2002,英国标准BS7448:1991计算CTOD值,发现新版国家标准GB/T21143-2014相对其它主流标准计算结果偏低20%。这样会导致依据不同国家标准进行产品出厂检验或者第三方仲裁时产生矛盾,引起质量异议。建议在以后其它国际标准修订过程中,推广我国标准修订条款,到达最终国家标准与国际标准的统一,减少仲裁争议。

海洋泊链用钢大尺寸试样CTOD试验研究

设计制作了大尺寸试样裂纹尖端张开位移(CTOD)试验用低温环境箱和相关的卡具。依据英国BS7448断裂韧性试验标准,分别对海洋泊链用钢母材及焊缝进行了-20℃的CTOD试验。结果表明,母材试样的CTOD特征值δm普遍很高,均在0.77mm以上;所有焊缝试样都发生了脆性断裂,其中,两块试样的PV曲线图及其所对应的宏观断口异常,另两块焊口试样在弹性区就发生了脆性断裂,导致了它们的CTOD特征值δc小于设计指标0.15mm的要求。试验分析结果为评价焊接工艺及焊后热处理规范提供了依据。

船用高锰奥氏体钢临界CTOD仿真计算

裂尖张开位移(CTOD)是一个评价高韧性钢断裂韧度的重要指标,研究其仿真计算方法,有助于提升高锰奥氏体低温钢在船舶行业应用的安全性。通过三点弯曲试验得到高锰奥氏体低温钢的临界裂纹尖端张开位移及对应的最大裂纹张开位移,采用一种基于蛛网状网格的有限元方法对裂尖张开位移进行计算,并研究了网格参数对裂尖张开位移仿真结果的影响。通过仿真与试验结果的对比,验证了裂尖张开位移计算方法的准确性,从而为采用有限元方法计算船用高锰奥氏体低温钢的裂尖张开位移提供参考。

金属焊缝CTOD试样疲劳裂纹前沿平直度研究

在金属厚板焊缝 CTOD试样中预制前沿平直的疲劳裂纹 ,是 CTOD试验的一个关键难题。通过实验 ,研究了疲劳裂纹前沿平直度 St与疲劳载荷比 f 之间的关系 ,发现两者高度正相关 。

大尺寸金属焊接接头低温CTOD试验研究

完成了用于寒冷海区半潜式采油平台的高韧性金属材料大尺寸焊接试件焊缝金属区及焊接热影响区的 CTOD(裂纹尖端张开嘴位移 )试验 ,获得了焊缝金属区和热影响区的低温CTOD值 ,讨论了试验方法及试验现象 .

FPSO模块支墩焊接接头低温CTOD韧度试验研究

模块支墩是海上浮式生产储油船(FPSO)中连接上部模块与主甲板的关键结构,必须有效保证其焊接接头的韧度以防裂防断。按照国际通用规范BS7448和DNV-OS-C401的要求,对我国渤海PL19-3油田300ktFPSO的模块支墩焊缝和熔合区进行了低温(-18℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)的试验研究。试验研究结果表明:按拟用焊接工艺所焊接的模块支墩焊接接头,其焊缝和熔合区的CTOD试验值都能满足国际通用规范DNV-OS-C401规定的要求(不小于0.15mm),因此,可以确认,该焊接工艺可应用于模块支墩的焊接施工,并且焊后的模块支墩可以免除退火处理。

X65管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行了测试。取尺寸为B× 2B(B为试样厚度 )、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验 ,然后由所得到的 0℃下母材、焊缝和热影响区 (HAZ)的P -V曲线来计算CTOD值 ,并对试验结果进行了讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。

断裂韧度CTOD评定技术的现状及应用

介绍了裂纹尖端张开位移(CTOD)评定技术的概念、发展历程、技术特点、试验方法等,提出了CTOD评定技术现有的问题并概述了这些问题的研究进展。最后简述了CTOD评定技术在工程中的广泛应用。随着相关研究的进展,CTOD理论体系必将更加完善并拥有广阔的发展前景。

焊缝CTOD试验中的Pop-in效应及产生原因

依据BS7448标准对海洋平台结构埋弧焊焊缝进行了CTOD测试,并评定试验中出现的Pop-in效应,计算CTOD的有效值.结果表明,当出现Pop-in效应时,断裂韧度CTOD的有效值δPop比忽略Pop-in效应的CTOD值下降几倍到十几倍.研究发现Pop-in效应的产生是由于裂纹尖端出现局部脆化现象,如裂纹尖端局部出现夹渣缺陷、组织中出现沿晶网状析出物等;多层多道焊时其中一道焊缝出现粗大的侧板条铁素体和贝氏体,裂纹尖端恰好落在粗大脆性组织处且裂纹扩展方向与脆性组织生长方向一致时,易导致局部脆化产生Pop-in效应.

厚钢板焊接接头CTOD断裂韧度的温度影响

大型厚壁钢结构建造中,研究温度对焊接接头断裂韧度的影响十分重要.笔者对65 mm厚S355ML钢板,编制自动埋弧焊(WPS017)工艺和手工电弧焊(WPS016,WPS016A)工艺,对其焊接接头进行常温(15℃)和低温(-20℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)评定.发现自动埋弧焊(WPS017)接头焊缝低温CTOD最小值比常温低13.9%,焊缝低温CTOD均值比常温低8.0%;热影响区CTOD断裂韧度值高于焊缝和母材,且对温度变化不敏感.手工电弧焊接头焊缝低温CTOD最小值只有常温的34.5%,焊缝低温CTOD均值只有常温的25.9%;热影响区低温CTOD断裂韧度也很低.在常温(15℃)下,自动埋弧焊焊缝CTOD值比手工电弧焊焊缝CTOD值大得多;在低温(-20℃)下,自动埋弧焊的焊缝和热影响区的CTOD值,都远远大于手工电弧焊CTOD值.

大厚度高强钢焊接接头CTOD允许值的研究

CTOD作为焊接构件韧性的评定标准之一,已经应用于各个领域,但是,国内CTOD准则的理论基础相对比较薄弱,对于大厚度高强度钢板焊接接头CTOD允许值的讨论已成热点,基于英国标准BS 7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,将60 mm厚EQ70高强钢CTOD试样的单边疲劳预裂纹作为缺陷,结合焊接接头的CTOD试验结果,对其焊接接头热影响区进行失效评定。同时采用扫描电镜对EQ70焊接接头粗晶区微观组织进行分析。结果表明,焊接接头热影响区的CTOD试验值都在可接受缺陷范围内,且其热影响区存在有利于韧性的良性组织,为高强钢CTOD的允许值取值提供了思路。

残余应力对焊接接头CTOD设计曲线的影响

基于 BSI PD6493∶ 1 991初级评定 ,采用热弹塑性有限元分析方法 ,研究了残余应力和强度组配对横向裂纹平板对接接头 CTOD设计曲线的影响规律。结果表明 ,强度组配和残余应力对 CTOD设计曲线具有明显的影响 ;残余应力对接头中的短裂纹影响较大 ,PD6493∶ 1 991初级评定不适用于接头中含有位于拉伸残余应力区内的短裂纹情形 ,随着裂纹尺寸的增大 ,残余应力的影响逐渐减弱 ;在应用 PD6493∶ 1 991初级评定曲线对接头中的大裂纹情形进行评价时 。

TMCP钢E40-Z35厚钢板低温CTOD韧性试验

对新研发的TMCP钢E40-Z35厚钢板进行了低温CTOD试验,结果表明其具有良好的低温韧性。讨论了TMCP钢国际船级社认证中进行CTOD试验的相关问题:包括试验规范的选择、试验温度的确定和试验结果的评价等,同时介绍了CTOD的概念、试验方法、试验过程及其检验试验结果有效性的方法。