管道开裂.ppt

近几年来,我国石油天然气管道工程发展迅速,带动了管线钢产量的大幅提高。20世纪90年代中期,我国管线钢年产量仅为30万吨,到2009年已提高到700万吨。与此同时,从管线钢的品质特性来看,我国已从20世纪80~90年代的铁素体-珠光体微合金管线钢发展到目前的针状铁素体管线钢,完成了第一代产品到第二代产品的转变。在油气管线中涉及到大量的焊接工作,焊接过程存在其特殊性,所以开裂问题必须予以高度重视。焊接由于其自身的特点而被视为“特殊过程”。这是因为焊接作为一种热加工技术,其随后的检验根本无法充分验证其加工结果,不能完全控制与了解焊接接头性能是否达到了预期的要求。事实上,所有的焊接产品都是带着这种未知的“问号”进入用户的手中运行和使用。在设备作业运行中,当构件受到冲击、拉压、扭转、弯曲载荷与过载、震动、环境温度变化等复杂工况时,避免不了形成裂纹,裂纹逐渐扩展导致焊接开裂直至构件断开失效。所以这种“特殊过程”的缘故,造成焊接接头性能的不稳定性,导致接头强度下降,是焊接开裂的基本原因。概述焊接热裂纹(hotcracking)焊接冷裂纹(coldcracking)再热裂纹(stressreliefcracking)层状撕裂(lamellartear)应力腐蚀裂纹(stresscorrosioncracking)近年来随着机械、能源、交通、石油化工等工业发展,各种焊接结构也不断朝向功能性与大型化发展部分焊接结构还需要在高温、深冷以及强腐蚀介质等恶劣的环境下工作,因此各种高强度钢、高合金钢及特种合金的应用也日益增多,然而这些材料往往都比较容易产生各种焊接裂纹。裂纹是焊接缺陷危害最大而且是最普遍的一种,可以成为构件脆断、疲劳破坏和腐蚀破坏的起因,它不仅可以使产品报废,而且还可能因未检测出导致以后灾难性的事故。焊接裂纹的宏观形态及其分布焊接热裂纹(weldinghotbreaking)多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征,有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同,焊接热裂纹可分为:结晶裂纹,液化裂纹,多边化裂纹。结晶裂纹:在凝固的过程--结晶过程中产生。高温液化裂纹:在高温下产生,钢材或多层焊的层间金属含有低熔点化合物经重新溶化,在收缩应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂。多边化裂纹:产生温度低于固相线温度,存在晶格缺陷(位错和空位),物理化学的不均匀性,在应力作用下,缺陷聚集形成多边化边界,使强度塑性下降,沿多边化边界开裂,多发生纯金属或单相奥氏体合金焊缝。HAZ液化裂纹晶间裂纹多边化裂纹