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一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法技术

技术编号:44825593 阅读:38 留言:0更新日期:2025-03-28 20:16
本发明专利技术公开了一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法,属于油气储运技术领域。包括步骤一,利用实验台诱导焊接件产生微损伤,使得工件焊缝出现裂纹,并且改变氢含量、焊接的参数、焊接材料的性能,以诱导出不同条件下的焊缝裂纹;步骤二,利用电子探针分析仪、透射电子显微镜(TEM)、X型射线衍射分析仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对步骤一得到的焊缝裂纹进行测试,以分析焊缝裂纹尖端附近的诱导应力场,明确焊缝裂纹尖端微观累积损伤对焊缝裂纹扩展路径和扩展方式的影响;步骤三,基于J积分的理论方程和高斯积分,建立步骤一中得到的焊缝材料裂纹上下表面的积分模式,基于J积分与等效积分区域法,对有限元软件二次开发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气储运,具体为一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法


技术介绍

1、对于在酸性气田或处于昼夜温差较大地区的气田服役的高压容器来说,其会受到渗氢、热胀冷缩、疲劳等因素的影响,结合累积损伤和材料渐进损伤理论,上述因素容易会对这类高压容器的焊缝造成微损伤诱导裂纹扩展,从而给该类气田的高效安全开发带来了安全隐患。

2、依据“合于使用”和“最弱环”原则,准确判别含焊缝裂纹缺陷在役压力容器在规定的使用工况条件下能否继续安全使用,是确保压力容器安全运行的本质要求,也是工程需要。评估结果太保守会造成频繁维修、更换,既影响气田正常生产又造成经济损失;评估结果太大胆,任其存在又留下了安全隐患。含酸性气体压力容器制造成本更高,从而对最大限度地经济开发提出了更高要求。因此,如何提升对处于上述环境中的高压容器的安全评定精度一直是困扰该类气田高效安全开发的技术瓶颈。

3、微损伤是结构中存在的微米到纳米级别的损伤,包括结晶缺陷、材料性能退化及微米级裂纹等。微损伤诱导的裂纹由萌生到失效要经过启裂、稳态扩展、失稳扩展3个阶段,裂纹尖端应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法,其特征在于,所述步骤一中的大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机,所述疲劳试压机的工作腔分为低温区和高温区,所述疲劳试压机的外侧罩有氮气保护外壳,所述氮气保护壳连通有氮气排放口,所述大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机还包括酸性气体罐、恒温恒压气体缓冲罐、一对再热器、液氮罐、汽化器,所述液氮罐内储存有液氮,所述液氮罐和所述汽化器连接,其中一个所述再热器和所述汽化器连接,同时通过调节阀1和所述氮气保护外壳连接、通过调节...

【技术特征摘要】

1.一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种大跨度温差下焊缝微损伤诱导裂纹扩展实验研究方法,其特征在于,所述步骤一中的大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机,所述疲劳试压机的工作腔分为低温区和高温区,所述疲劳试压机的外侧罩有氮气保护外壳,所述氮气保护壳连通有氮气排放口,所述大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机还包括酸性气体罐、恒温恒压气体缓冲罐、一对再热器、液氮罐、汽化器,所述液氮罐内储存有液氮,所述液氮罐和所述汽化器连接,其中一个所述再热器和所述汽化器连接,同时通过调节阀1和所述氮气保护外壳连接、通过调节阀2和所述恒温恒压气体缓冲罐连接,所述液氮罐通过调节阀3和所述恒温恒压气体缓冲罐连接,所述恒温恒压气体缓冲罐...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭西水
申请(专利权)人:延安大学
类型:发明
国别省市:

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