The invention discloses a method for determining the cracking mechanism of welded joints of pipes based on rigid adjustable restraint test. The core of rigid restraint crack test is to obtain the critical restraint stress_cr of steel when cold cracks occur through RRC test, and then compare the restraint stress_obtained by actual structural measurement or calculation - if_cr is greater than_, no cracking will occur. If < _, cracks will occur, and the present invention can truly reflect the actual stress state and restraint conditions of welded joints.
【技术实现步骤摘要】
基于刚性可调拘束试验的管子焊接接头开裂机理确定方法
本专利技术涉及基于刚性可调拘束试验的焊管接头开裂机理确定方法,更加具体地说,特别是涉及一种基于刚性可调拘束试验,针对管子焊接接头,确定开裂机理的方法。
技术介绍
目前我国燃煤发电量站全国发电量的80%以上,以燃煤为主的发电方式将长期存在。处于节能减排的需要,我国正在大力发展高效、洁净的超超临界火电机组,发电效率提高至44%。然而,超超临界机组蒸汽的温度和压力大大提高(蒸汽压力达到26-35MPa,温度高达610-620℃),锅炉管道、主蒸汽管道的服役环境更加恶劣。高温管道采用焊接工艺连接,焊接过程急热急冷的特点导致焊缝中不可避免存在气孔、夹杂、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷。超超临界机组高温管道服役环境的恶化使得对焊接缺陷更加敏感,往往在微小的焊接缺陷处发生裂纹萌生和开裂,引起重大安全生产事故。如国内多台机组发生了大面积的T23水冷壁管泄露,造成机组非计划停机,带来巨大的经济损失。经过大量的失效分析,发现发生开裂的焊接接头绝大多数为现场安装焊口。由此分析,开裂原因可能与现场焊接恶劣的条件有关,如充氩保护不足、预热不足、焊接热输入过大、拘束程度过大等,在这些不良条件下,易导致焊根处发生微裂纹,在严酷的服役环境下发生宏观裂纹的萌生和扩展。然而,以上失效原因分析并没有得到系统的试验验证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供基于刚性可调拘束试验的管子焊接接头开裂机理确定方法,采用刚性可调拘束焊接裂纹试验机,研究充氩条件、预热温度和焊接热输入和拘束程度对焊管接头开裂机理的影响,对超超临界机组的安全经 ...
【技术保护点】
1.基于刚性可调拘束试验的管子焊接接头开裂机理确定方法,其特征在于,按照下述步骤进行:步骤1,准备母材与焊材,加工坡口并进行坡口清理;步骤2,利用刚性可调拘束试验机,实现待焊接管道的带拘束焊接,按拘束距离不变原则施加截荷,保持截荷24h如不断,再降低拘束距离,直至得出与临界拘束距离相对应的临界开裂试验力(Fcr)为止;步骤三,根据不同工艺条件下的临界开裂试验力,计算出不同工艺条件下产生微裂纹的临界拘束应力(σ1cr,σ2cr),σ1cr对应严格工艺,σ2cr对应不严格工艺,拘束应力σcr=Fcr/A,其中A为待焊接管道的截面积。步骤四,利用有限元软件模拟实际管屏的焊接过程,得出焊接结束后接头上的应力最大值σmax,并利用下述情况分析裂纹产生机理:(1)σmax>σ1cr,实际焊管焊接残余应力过大,鳍板拘束应力也大,裂纹在服役前已经萌生,属于延迟裂纹;(2)σ1cr>σmax>σ2cr,实际焊管产生裂纹主要归咎于焊接工艺控制不当;(3)σmax
【技术特征摘要】
1.基于刚性可调拘束试验的管子焊接接头开裂机理确定方法,其特征在于,按照下述步骤进行:步骤1,准备母材与焊材,加工坡口并进行坡口清理;步骤2,利用刚性可调拘束试验机,实现待焊接管道的带拘束焊接,按拘束距离不变原则施加截荷,保持截荷24h如不断,再降低拘束距离,直至得出与临界拘束距离相对应的临界开裂试验力(Fcr)为止;步骤三,根据不同工艺条件下的临界开裂试验力,计算出不同工艺条件下产生微裂纹的临界拘束应力(σ1cr,σ2cr),σ1cr对应严格工艺,σ2cr对应不严格工艺,拘束应力σcr=Fcr/A,其中A为待焊接管道的截面积。步骤四,利用有限元软件模拟实际管屏的焊接过程,得出焊接结束后接头上的应力最大值σmax,并利用下述情况分析裂纹产生机理:(1)σmax>σ1cr,实际焊管焊接残余应力过大,鳍板拘束应力也大,裂纹在服役前已经萌生,属于延迟裂纹;(2)σ1cr>σmax>σ2cr,实际焊管产生裂纹主要归咎于焊接工艺控制不当;(3)σmax<σ2cr,实际焊管的裂纹产生于服役时的应力释放裂纹(再热裂纹)。2.根据权利要求1所述的基于刚性可调拘束试验的管子焊接接头开裂机理确定方法,其特征在于,在步骤1中,坡...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐连勇,张宇,荆洪阳,韩永典,赵雷,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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