基于X-steel的海洋结构物的重量控制

自升式钻井平台和大型导管架拖拉装船,钻井平台的下水和平衡实验,以及大型导管架海上安装的特殊要求,都对重量和重心提出了严格的要求。本文以自升式钻井平台和大型导管架的重量控制为例,简要的阐述重量控制的流程,以及在X-steel软件辅助下,获得海洋结构的重量和重心的方法。

基于与X-steel连接的板材排版系统开发

文章介绍一种与X-steel连接的板材排版系统。系统读入X-steel输出的构件报告文件,对构件数据进行分类处理。对板材构件,设计快速可行的排版算法,排版的结果理想。

钢结构三维详图软件X-steel在黄骅港三期工程和珠海神华粤电煤码头的应用

黄骅港三期工程及珠海神华粤电项目中所有钢结构转接机房及钢栈桥的详细设计均采用X-steel设图设计软件完成。这两个项目的共同特点是钢结构工程量大,杆件种类繁多,工期要求紧,利用X-steel详图深化设计使两个项目保质保量按时完工。

X形软钢阻尼器延性断裂的试验研究与数值模拟

为了研究X形软钢阻尼器在大变形状态下的耗能性能和损伤演化规律,设计了6组试件进行单向和循环荷载作用下延性断裂的试验研究,分析了软钢阻尼器的破坏过程和滞回曲线。采用Lemaitre-Chaboche混合强化模型,分别对各工况下包含与不包含基于应力三轴度的钢材微观损伤模型的软钢阻尼器进行了精细的有限元模拟。对比有限元模拟结果和试验结果,分析结果表明,颈部为X形耗能软钢阻尼器的薄弱位置,最容易发生集中损伤甚至破坏。考虑钢材损伤准则的有限元模拟的荷载-位移曲线与试验结果更加吻合,能够表征软钢阻尼器的承载力与刚度退化现象,并能较为准确地预测软钢阻尼器的损伤演化过程和断裂破坏位置。

基于直线扫描的引信钢球分层成像检测算法

针对现有的火药引信装配正确性检测方法中存在的无法准确检测遮挡严重的零件的问题,提出了引信中钢球分层成像定位检测算法。将X射线源直线移动扫描待测物体形成多个虚拟的小孔径,结合光学合成孔径原理对所有小孔径进行合成,将合成的虚拟大孔径成像在不同距离深度的平面上,实现对目标的定位和检测。试验结果表明:所提算法能够在火药引信钢球相互重叠的情况下利用深度信息进行分层成像,提供待测物体的深度信息,能够对不同层次的目标进行检测,确定待检测物体的数量,解决了现有的检测方法在检测过程中出现的漏检问题。

海洋结构物的重量控制

考虑到结构物的装船、吊装，对其重量和重心提出了严格的要求。以某导管架和FPSO上部组块为例，简要阐述了重量控制的流程，以及在X-steel软件环境下，就重量控制对加工设计质量和工作效率与传统做法进行了比较，有针对性的介绍X-steel软件在项目中的应用。

基于机器视觉的钢制压力容器焊缝缺陷X射线检测方法

为降低由钢制压力容器焊缝缺陷引起的事故发生概率,提出基于机器视觉的钢制压力容器焊缝缺陷X射线检测方法。使用机器视觉系统以及X射线技术,获取钢制压力容器焊缝图像并提取焊缝区域特征,将焊缝缺陷整合成熔焊、虚焊、焊穿三大类别;基于焊缝区域特征的提取结果,提取钢制压力容器的焊缝缺陷面积、缺陷亮度以及波形等缺陷特征,构建缺陷分类器,实现钢制压力容器焊缝缺陷X射线检测。实验结果表明:钢制压力容器焊缝缺陷检测时,随着待检测焊缝图像的增加,F1值较高,实际缺陷检测结果的主观判断效果明显,细节检测效果好。

基于X射线的LNG薄膜板残余应力检测与特性分析

该文旨在利用X射线衍射法对MARK Ⅲ型LNG(liquefied natural gas,液化天然气)薄膜板进行残余应力检测,以期获得其残余应力分布规律及典型特性。通过布置16个测点,测试不同方向和区域的残余应力特性。结果显示:大波纹和小波纹交叉节点顶部受压,最大压应力可达178 MPa;板面平直区域呈现压应力,大波纹波峰处受拉,拉应力峰值为115 MPa,小波纹波峰处残余应力受板的边界影响而有所增大。研究工作对于LNG薄膜板的使用、设计和维护具有重要指导意义,可为工程实践提供有益参考,为LNG薄膜板的进一步优化和自主国产化提供重要依据。

钢结构焊缝X射线检测的应用及常见缺陷分析

下文梳理了X射线检测原理,研究了钢结构焊缝X射线检测的应用,并分析钢结构常见的焊接缺陷及其形成原因,对于提高焊接质量和减少焊接缺陷具有重要意义,以期为钢结构的安全使用提供有效参考。

Q235/304不锈钢异种钢焊接接头超声相控阵检测研究

异种钢焊接接头具备高强度、高耐腐蚀性以及低成本等特性,已经被广泛应用于锅炉、管道和压力容器等特种设备中。然而由于异种钢焊接接头的材料组织、力学性能以及残余应力不均匀,在制造和服役后极易出现开裂等缺陷,采用常规无损检测存在检测精度低、扫查范围小等缺点,导致缺陷难以检出。针对上述问题,以Q235/304不锈钢两种典型异种钢焊接接头为研究对象,推导了超声相控阵检测异种材料聚焦延时计算法则,制作Q235和304不锈钢焊接试块,并利用汕超SUPOR32P/32PT检测仪结合延时法则检测含有预制未熔合、未焊透和裂纹的人工缺陷,然后通过射线检测对比分析。检测结果表明:相较于传统超声检查技术,采用超声相控阵检测技术检测的定位误差小于5mm,长度定量误差均小于10%,定性分类准确度达到100%,能够较好地满足异种钢焊接接头质量检测要求。

Cu、Ni元素对耐蚀高锰阻尼钢在大气环境中腐蚀行为的影响

高锰阻尼钢因其高强度、超低屈强比、阻尼性能良好和经济性能优异等特性,在承受较大振动和冲击的桥梁、轨道交通和军工等领域展现出广阔的应用前景。而高锰钢耐蚀性能欠佳一直是限制其快速发展的关键性因素,高锰钢耐蚀性设计及其大气腐蚀行为研究均鲜有报道。为解决高锰钢耐蚀性能欠佳问题,采用真空感应熔炼和两阶段轧制工艺制备3种添加不同Cu、Ni元素含量的耐蚀高锰阻尼钢,通过大气曝晒试验、电化学测试、SEM、XRD和XPS等方法对试验材料的电化学性能、腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物物相及结构进行表征及分析。结果表明:相较于单独添加Cu元素的高锰阻尼钢,钢中添加1.2 wt.%Cu和1.0 wt.%Ni元素腐蚀电位正移近200 mV,腐蚀电流密度降低近50%;曝晒试验后,较高含量的Cu和Ni元素协同添加使腐蚀产物中α-FeOOH含量明显提高,活性较高的MnFe_(2)O_(4)和Mn_(2)O_(3)含量降低,耐蚀产物NiOOH及CuO含量增加。腐蚀产物颗粒均匀细小,产物层整体致密光滑,保护性能提高,其腐蚀速率相较于单独添加Cu元素的高锰阻尼钢降低70%,表现出优异的耐蚀性能。所提出的高锰阻尼钢耐蚀性的成分设计方案及耐蚀机理可为未来高锰阻尼钢在桥梁中的应用提供数据支持。

钢结构工程焊缝无损检测技术

为了提升钢结构工程建设水平,总结了钢结构焊缝的特点和分级方法。随后,从检测设备参数确定、焊缝缺陷的定位和定量等方面探讨了超声波检测技术在焊缝检测中的应用要点,同时探讨了X射线检测钢结构焊缝的原理、透照方式,及焊缝影像质量的影响因素。

支管轴压下高强钢圆管X形节点的承载力计算公式

研究了支管受压的Q460、Q690、Q960高强钢圆管X形节点的静力性能。采用经试验数据验证的有限元模型进行节点有限元参数分析,研究高强钢牌号、支管与主管外径之比(β)、主管外径与其管壁厚度之比(2γ)、主管轴向应力比(n)对节点性能的影响;与有限元参数分析和文献中试验结果对比,评价我国钢结构设计标准计算公式的适用性。结果表明,节点发生主管塑性破坏,节点承载力多由主管局部变形限值(3%主管外径)确定;多数情况下钢结构设计标准计算公式高估了高强钢圆管X形节点的承载力;主管受到压力或较大拉力时均会降低节点承载力。最后,针对不同钢材牌号的圆管X形节点给出了建议的2γ范围。基于主管塑性破坏,提出了考虑高强钢屈服强度、主管拉压效应的圆管X形节点承载力计算公式。

三维软件在电仪专业加工设计及施工中的应用

围绕海洋工程加工设计及施工过程中三维软件的使用情况，介绍了三维建模软件在电仪专业的应用。主要介绍两款软件的应用：PDMS和X-STEEL，其中NAVISWORK和SMARTPLANT为第三方浏览软件，对三维设计软件的结果进行浏览。利用PDMS，电仪专业的设备都能体现在三维模型中，并能在模型中抽取相应布置图及材料表，大大提高了设计及施工的精度和速度；X-STEEL软件利用其强大的钢结构库对电仪专业各种支架进行设计、出图、统计材料，计算质量，极大方便了支架预制图的绘制及散钢材的控制。使用NAVISWORK和SMARTPLAN可以随时随地浏览模型，特别方便现场施工，改变以往平面图施工模式，

35CrMoA螺栓失效分析和改进措施

汽轮机运行时,转子上连接联轴器的高强度螺栓如果发生断裂,轻则需要停机维修,重则造成较大事故。为了找出某汽轮机35CrMoA钢制螺栓断裂失效的原因,对失效件的宏观断口形貌进行了观察,并采用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、硬度计设备等对失效件的微观断口形貌、显微组织、硬度和化学成分等进行了理化试验和分析,结果表明早期淬火裂纹导致了该螺栓发生沿晶脆性断裂。杆部转接处在冷镦变形过程中形成了非正常组织,硬度为430~500 HV,远高于标准硬度,其经过淬火后扩展成淬火裂纹,最终导致螺栓断裂。提出了改进冷镦工艺并增加冷镦后的热处理的建议。研究成果可为冷镦工序后硬度异常问题的处理提供参考。

3.5%NaCl环境中S32205双相不锈钢与N09925镍基合金的钝化膜特征及耐蚀性

采用莫特肖特基(Mott-Schottky)分析方法、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)等,对比研究了S32205双相不锈钢和N09925镍基合金在3.5%NaCl溶液中的钝化膜特征和耐蚀性。结果表明:N09925镍基合金表面钝化膜的缺陷密度低于S32205双相不锈钢,两种材料表面的钝化膜中均存在Fe和Cr元素富集,主要成分为Cr和Fe的氧化物和氢氧化物;S32205双相不锈钢表面钝化膜中含有少量金属Ni,N09925镍基合金表面钝化膜中Ni含量较高,还含有Ni的氧化物和氢氧化物;N09925镍基合金的阻抗值更高,其膜层电阻和电荷传递电阻均高于S32205双相不锈钢,N09925镍基合金表面钝化膜的保护性高于S32205双相不锈钢。

终冷温度对X100管线钢组织与性能的影响

通过光镜、透射电镜、背散射电子衍射技术(EBSD)、拉伸与(-20℃)冲击试验,研究了不同终冷温度对X100管线钢组织、性能的影响规律。结果表明,随终冷温度降低,针状铁素体(AF)、粒状贝氏体(GB)组织逐渐减少,板条贝氏体含量逐渐增加,钢板强度增高,塑韧性降低,当终冷温度在380℃左右时,少量AF、GB组织分割原奥氏体晶粒,板条贝氏体束的有效晶粒尺寸得到细化,钢板具有最优的综合力学性能,屈服强度为775 MPa,抗拉强度为855 MPa,伸长率为16.6%,-20℃冲击功为218 J,各项性能指标均满足X100管线钢的要求。

双向贯通式钢管节点力学性能的试验研究

介绍了双向贯通式节点在轴拉 (压 )、弯扭作用下的足尺节点试验研究。试验结果表明 ,该节点有明显的应力集中现象 ,应在强度设计中留有余地。通过对不同构造节点的有限元分析可知 ,增加节点域板件厚度是提高节点力学性能的有效方法。

低周反复荷载作用下复合式冷弯薄壁型钢墙体抗震性能试验研究

本文提出了一种在冷弯薄壁型钢骨架区格内放置聚苯乙烯泡沫板,并在型钢骨架一侧喷涂轻质砂浆,另一侧连接硅酸钙板的新型复合式冷弯薄壁型钢墙体。通过对无支撑和有交叉钢带支撑骨架形式的2个复合式冷弯薄壁型钢墙体足尺试件进行低周反复加载试验,分析了墙体的受力过程和破坏模式,并对试件的滞回性能、承载能力、延性、刚度退化以及承载力退化等抗震性能指标进行了研究。试验结果表明:复合式冷弯薄壁型钢墙体的主要破坏模式为硅酸钙板与型钢骨架之间的螺钉连接失效,边立柱底部的局部受压屈曲以及轻质砂浆与型钢骨架之间的黏结滑移。轻质砂浆、硅酸钙板与型钢骨架之间的相互作用使得复合式冷弯薄壁型钢墙体具有较高的承载能力和良好的延性。交叉钢带支撑的设置增加了墙体的受剪承载力,抑制了砂浆层的开裂,但增加了边立柱的轴向压力,结构的延性有所降低。

X-60管线钢在含H2S及高温高压CO2酸性溶液中的腐蚀特征

采用失重法、SEM、XRD及电子探针微观分析等方法,研究了X-60管线钢在5种不同高温条件及2MPaCO2分压的饱和H2S的CO2酸性溶液中的腐蚀特征。结果表明,在90-210℃范围内,X-60管线钢发生了严重的CO2/H2S腐蚀,且伴有不同程度的点蚀或蚀坑群;随着温度的升高,X-60管线钢的腐蚀速率呈上升-下降-上升趋势,表面生成了以硫化铁为主的腐蚀产物膜;钢的显微组织会影响其腐蚀特征,在CO2/H2S腐蚀引起的点蚀与氢损伤的协同作用下,一定程度上形成了X-60管线钢表面独特的腐蚀特征。