Page 86 - 理化检验-物理分册2025年第一期
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代绪成，等：海洋石油工程行业应变时效试验技术现状
大，管道的应变随之增大 。在海底管线铺设过程中， 工况集中于卷管工艺，其他工况涉及相对较少，应变
[9]
还存在应力和应变的交变载荷情况，从而进一步加 时效试验主要以卷管工艺验证试验较多。
剧应变时效。 2.2 应变时效对钢材力学性能的影响
2.1.4 设备轨道冷弯成型 笔者以我国海洋工程常用钢DH36为研究对象，
设备轨道主要采用成品型钢，通过冷弯成型工 以某在建的深水（设计水深为324.4 m）导管架项目
艺形成规定弧度的轨道梁，主要作为设备滑移时所 卷管工艺形成的线应变量分布范围0.76%~7.14%
需的底座。成品型钢在冷弯过程中，翼缘板处形成 为应变量参数设置依据，将DH36钢分别拉伸至预
较大的应变量，其中下翼缘板边沿与甲板片进行角 应变为2.5%，5.0%，7.5%，10.0%，卸载后在250 ℃
焊缝焊接固定，焊接过程中形成高温时效而发生应 保温1 h，随后空冷。笔者对应变时效处理后的试样
变时效现象。 进行力学性能测试和数据分析，应变时效对钢材力
应变时效现象在海洋石油工程领域涉及的主要 学性能的影响趋势如图1所示。
图 1 不同应变量对冲击性能和拉伸性能的影响
由图1可知：随着预应变量的增大，冲击吸收能 内海洋石油工程行业不常见的检测项目在这些国外
量降低，而屈服强度、抗拉强度、应变时效敏感系数 项目中屡见不鲜。
和屈强比随预应变量的增大而增大。当预应变量大 基于上述两点原因，近几年我国海洋石油工程
于2.5%时，屈强比超出低合金钢规定值0.65~0.75， 领域开展了应变时效试验验证，并已经成为一种常
过高的屈强比会使金属材料在断裂前不发生明显变 态，应变时效检测不仅要求开展钢产品应变时效验
形，引起瞬时脆断的可能性增大，使得金属材料的失 证，还包含以实际工况为基础的工程应变时效验
效难以预防。 证，两者最主要的区别在于获得应变量的方法和应
3 海洋石油工程行业应变时效试验的检测 变量有所不同。钢产品应变时效是采用标准规定的
需求 拉伸应变值进行轴向拉伸预应变或压缩预应变，在
（250±10） ℃时效后取样，进行冲击试验。工程应变
随着我国海洋石油工程行业由浅水不断向深水
时效试验则是以工程项目实际的加工制造工艺参数
发展，海洋石油工程钢结构产品也由传统浅水固定
进行卷管，来获得应变后的加热时效，最后在卷制的
式平台向半潜式平台（SMEI）、张力腿平台（TLP）
成品管上取样并进行冲击试验。
和深吃水立柱式平台（SPAR）等深水海洋石油装备
发展。相比传统的浅水固定式钢结构平台，深水海 近几年，海洋石油工程股份有限公司开展应变
洋石油装备因面临的环境更加恶劣、结构形式更加 时效验证典型案例如下所述。
复杂，对结构安全性有着更加严格的要求 [10] 。 3.1 YAMAL LNG项目
近几年，我国海洋石油工程制造企业不断承接 该项目结构钢的技术要求同时采用EN 10225-1：
国外海洋石油工程重大项目，诸如国内海洋工程企 2019和GOST 27772—1988标准，两个标准对应变
业建造的亚马尔液化天然气（LNG）、北极2LNG和 时效均提出具体要求。项目建造技术规格书中进一
企鹅海上浮式生产储油轮（FPSO） 等大型项目，这 步细化了卷管用钢板的应变时效试验要求，其应变
些项目在技术要求和建造规范上相对更为严苛，国 时效试验主要基于卷管工艺的D/t （D为管径， t为厚
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