对改写SA-105材料冲击豁免曲线的理解

2019版ASMEⅧ-1和Ⅷ-2规范重新分配了SA-105材料的冲击豁免曲线,并对不同供货状态下的SA-105标准管法兰材料提出了不同的最低使用温度。文章对ASMEⅧ-1和Ⅷ-2规范改写SA-105材料冲击豁免曲线的原因进行了分析,列举了避免出现脆性断裂失效的一些工程实践做法,并指出了规范的考虑不足之处,最后为库存材料的使用提供了一种思路。

基于材料力学性能的最低设计金属温度曲线分析

铁素体钢在低温条件下存在明显的韧脆转变现象。为防止脆断事故的发生,需要确定铁素体钢制压力容器的最低使用温度。针对ASME中的A^D四条冲击豁免曲线,对应地选取了4种材料,基于材料实际的屈服强度和参考温度,按照ASME中豁免曲线的计算方法,计算得到4种材料的最低设计金属温度曲线,并与对应的A^D曲线对比,定量地分析ASME中豁免曲线的保守性。结果表明,ASME中的豁免曲线相对于材料自身的最低设计金属温度曲线保守性较大;韧性相近的材料被划分到不同的豁免曲线,使得韧性富裕量差异较大,对于某些材料,其断裂韧性被低估。

基于断裂力学的X80管线钢最低允许使用温度的确定

以某天然气管道事故调查中的X80管线钢冲击试验数据为依据,采用API579-1/ASMEFFS-1(Fitness-For-Service)中的断裂力学评估程序,结合我国管线钢的相关规范和标准,推导X80管线钢的冲击豁免曲线,为今后管线钢的最低允许使用温度相关标准的修订奠定基础。

压力管道中的“碳钢”工程问题(一)

“碳钢”的可焊性根据抗拉强度以及热处理狀态划分为四个组别;压力管道用钢对严密性、完整性的标志性的质量保证项目就是压力试验;GB/T 13401—2017的管件材料及质量要求涵盖了采用各种坯料,通过冷热加工、成型、焊接、机加工以及锻造、质量控制、检验检测等全部管件制造技术要求。堵塞了质量管理漏洞;提高碳钢低温韧性的要点是纯净化、细晶粒、热处理、锰碳比;ASME根据断裂韧性实验和断裂力学理论的推导,形成了应力水平对MDMT的降低关系图以及代表碳钢不同质量(韧性)水平的A、B、C、D四条冲击试验豁免曲线;GB/T 20801.2—2020结合国情,修改引用了A、B两条冲击试验豁免曲线;对低温降、低应力工况下,碳钢管道材料最低使用温度(MDMT)的降温幅度均比ASME B31.3的规定更为严苛。GB/T 9711是压力管道用碳钢钢管的百科全书;管线钢管是典型的ASME/ASTM/API钢级标准;工业管道领域内使用的PSL 2管线钢管。

Q345R钢最低设计金属温度的试验研究（英文）

目的:Q345R是中国应用最多、最广泛的压力容器钢板材料,其低温韧性在国际上被严重低估。本文旨在通过大量试验研究,探明Q345R在低温下的实际韧性表征,得到其特有的冲击试验豁免曲线,并确定其合适的使用温度范围。创新点:1.基于大量低温试验数据,并考虑应变率的影响,得到了Q345R特有的冲击试验豁免曲线;2.采用主曲线方法代替纯冲击试验方法评价Q345R低温韧性,得到了基于主曲线方法的Q345R豁免曲线;3.通过比较两类韧性评价方法所得的豁免曲线,最终确定合适的Q345R使用温度范围。方法:1.利用试验获得大量的冲击试验数据(图3),通过计算K1(min)–t关系(图5)和Kc–T关系(图9),并考虑应变率的影响(公式(18)),得到Q345R特有的冲击试验豁免曲线(图10);2.利用试验方法获得Q345R的主曲线(图4),并用其代替原来的Kc–T关系,得到基于主曲线方法的Q345R豁免曲线(图14);3.比较两类方法的K1d–T关系(图13)和豁免曲线(图14)。结论:1.Q345R的低温韧性在国际上被严重低估;2.得到了Q345R特有的冲击试验豁免曲线及其合适的使用温度范围;3.主曲线方法的引入能进一步拓展Q345R的使用温度范围。