低溫鋼焊接接頭CTOD斷裂韌性試驗(yàn)研究

方總濤，孫 勃

（1.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院，天津 300451；2.中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300451）

低溫鋼焊接接頭CTOD斷裂韌性試驗(yàn)研究

方總濤1，2，孫 勃1，2

（1.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院，天津 300451；2.中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300451）

與傳統(tǒng)的夏比V型缺口沖擊韌性試驗(yàn)比較，CTOD更能有效準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)鋼材的抗脆斷能力。文章按照BS 7448-1991（1997）斷裂韌度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)海洋平臺(tái)工藝管道用ASTM A333-2005 Gr.6低溫鋼焊接接頭的低溫 （0℃，-29℃）裂紋尖端張開(kāi)位移 （CTOD）進(jìn)行了測(cè)試。取尺寸為B×2B（B為試樣厚度）、缺口方向?yàn)镹P的試樣進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，然后由得到的焊縫和熱影響區(qū) （HAZ）的P-V曲線來(lái)計(jì)算CTOD值，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。

低溫鋼；CTOD；斷裂韌度；評(píng)價(jià)

0 引言

海洋平臺(tái)上部組塊重要的工藝管道主要有油氣工藝管道和制冷工藝管道兩類(lèi)。其中，制冷工藝管道由于輸送的介質(zhì)處于低溫狀態(tài)，必須保證有足夠的低溫韌性，防止發(fā)生低溫脆性斷裂，國(guó)內(nèi)外普遍采用低溫鋼等管材來(lái)解決此問(wèn)題。另外，由于在管道的連接過(guò)程中，焊接過(guò)程常常使焊接接頭的組織性能劣化及產(chǎn)生缺陷，使焊接缺陷處成為整個(gè)壓力管道中最薄弱的部位，易產(chǎn)生裂紋甚至斷裂，對(duì)此類(lèi)管道的焊接質(zhì)量要求很高。因此，有必要對(duì)低溫鋼焊接接頭的低溫韌性進(jìn)行研究。

大量試驗(yàn)研究表明，CTOD（Crack Tip Opening Displacement，裂紋尖端張開(kāi)位移）斷裂韌度是評(píng)價(jià)鋼材及焊接接頭抗脆斷特性的重要參量，與傳統(tǒng)的夏比V型缺口沖擊韌性比較，CTOD更能有效準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)鋼材的抗脆斷能力[1]。……