Page 72 - 2017物理第四期

罗华权, 等: L３６０M 管线钢管水压爆破试验开裂分析

该焊接钢管采用双面多层焊接方式: 预焊采用 的理化性 能 试 验 和 失 效 原 因 分 析, 并 提 出 了 改 进
熔化极 气 体 保 护 焊, 焊 丝 型 号 为 BHＧ５０３ , 直 径 为 措施.
１．２mm , 保护 气 体 为 氩 气 和 CO ２ 两 者 体 积 比 为 １ 理化检验
(
４∶１ ), 焊接电流为 ２５５A , 电压为 ３０V , 焊接速率为
３０cm min ; 内焊和外焊均为埋弧焊, 焊丝型号为 １．１ 断口宏观分析
－１
BHMＧ８ , 直径为 ４．０ mm , 焊剂型号为 SJＧ１０１ , 焊接 钢 管 纵 向 断 口 和 横 向 断 口 宏 观 形 貌 见
电 流 为 ５５０ A ,电 压 为 ３２ V ,焊 接 速 率 为 图 １ ( a ) ~ ( b ), 可见断口表面呈现带有金属光泽的
５０cm min .焊缝成型良好, 无损检测未 发现任 晶粒状, 有明显的人字纹, 断口面较为平直, 为典型
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何焊接缺陷. L３６０M 直缝埋弧焊接钢管水压爆破 的脆性断口 [ ２ ] .根据整个横断面人字纹尖端所指的
试验出现纵向开裂和横向断裂的情况较少, 为了进 方向, 断裂源为纵向裂纹的末端, 即钢管的膨胀起爆
一步查明该钢管失效原因, 笔者对其进行了一系列 点, 见图 １ ( c ).

图 １ 钢管纵、 横向断口和起爆点宏观形貌
Fi g 敭１ Macromor p holo gy of a lon g itudinalfracture b transversefractureand c initiationp ointofthesteel p i p e
１．２ 化学成分分析 ９７１１－２０１１ « 石 油 天 然 气 工 业 管 线 输 送 系 统 用 钢
[ ３ ] [ ４ ]
按 照 ASTM A７５１－１４a 要 求, 采 用 ARL 管» 技术要求外, 其余元素含量均符合标准技术要
４４６０ 直读光谱仪对管体化学成分进行分析.结果 求. GB / T９７１１－２０１１ 还指出根据碳含量比规定
如 表 １ 所 示, 可 见 除 锰 元 素 含 量 稍 高 于 GB / T 值的减少量, 可以允许锰含量有适当提高.
表 １ 化学成分分析结果( 质量分数)
Tab敭１ Chemicalcom p ositionanal y sisresults massfraction ％
项目 C Si Mn １ ) P S Cr Mo Nb V Ti Ni Cu B Al
实测值 ０．１６ ０．３０ １．４７ ０．０１２ ０．０１０ ０．０１９ ＜０．００１ ＜０．００１ ０．００３４ ０．００１６ ０．００４７ ０．０１５ ０．０００３ ０．０４３
标准值 ≤０．２２ ≤０．４５ ≤１．４０ ≤０．０２５ ≤０．０１５ ≤０．３０ ≤０．１５ Nb＋V＋Ti≤０．１５ ≤０．３０ ≤０．５０ － －
注: １ )碳含量比规定碳含量每减少 ０．０１％ , 则允许锰含量比规定最大锰含量高 ０．０５％ , 钢级 ≥L２４５ / B 但 ≤L３６０ / X５２ 钢管的锰含量不
得超过 １．６５％

１．３ 力学性能试验 行管 体 和 焊 接 接 头 拉 伸 试 验, 试 验 按 照 ASTM
１．３．１ 拉伸试验 A３７０－１４ 进行.拉伸试验结果见表 ２ , 可见钢管的
[ ５ ]
在距焊缝１８０° 管体位置和焊接接头位置取样, 进 各项力学性能均符合 GB / T９７１１－２０１１技术要求.
表 ２ 拉伸试验结果
Tab敭２ Tensiletestresults
试样
屈服强度 抗拉强度 屈强比 断后伸长率
宽度 × 标距 / 断裂位置
位置 取向 R t０．５ / MPa Rm / MPa R t０．５ / Rm A / ％
( mm×mm )
管体 横向 ３８．１×５０ ３６６ ５３２ ０．６９ ４７ －
焊接接头 横向 ３８．１×５０ － ５６３ － － 母材
管体 ３６０~５３０ ４６０~７６０ ≤０．９３ ≥２２ －
标准值
焊接接头 － ≥４６０ － － －

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