掺氢环境下管线钢疲劳裂纹扩展速率的预测方法及模型技术

本申请属于金属材料测试领域，具体公开了掺氢环境下管线钢疲劳裂纹扩展速率的预测方法及模型，该预测方法为：加工多件待测管线钢的紧凑拉伸试样，然后在氮气环境和不同掺氢比环境下对紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展试验，得到疲劳裂纹扩展速率和对应的应力强度因子范围并拟合获得常数项，以此建立掺氢环境下待测管线钢的疲劳裂纹扩展预测模型，最终根据疲劳裂纹扩展预测模型给定掺氢比即可预测管线钢疲劳裂纹扩展速率。本申请仅需要在氮气环境和少数不同掺氢比环境下开展疲劳裂纹扩展试验，即可建立掺氢环境下待测管线钢的疲劳裂纹扩展预测模型，进而实现预测，有效缩短了预测的试验周期，并且能够保证试验人员及设备的安全。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于金属材料测试领域，更具体地，涉及掺氢环境下管线钢疲劳裂纹扩展速率的预测方法及模型。

技术介绍

1、随着环境污染日益加重，氢能作为清洁、高效的能源而广受关注，而将生产的氢气混合到现有的天然气管道中进行运输被认为是运输氢气的一种绝佳手段。当天然气管道实行混氢输送时，一方面，氢气分子经过吸附、解离，以氢原子的形式进入管线钢中，扩散、聚集到缺陷、应力集中处，会造成管线钢氢脆失效；另一方面，管道因为内压的波动以及外部载荷的变化而易发生疲劳失效。此外，目前对于掺氢比例的选取尚未有结论。因此，为了确定合适的掺氢比以及保证天然气管道混氢输送的安全性和可靠性，需进行不同掺氢比环境下管道的疲劳性能测试。但测试管线钢在多种掺氢环境下的疲劳裂纹扩展速率成本高、试验周期长，如果能够仅通过氮气环境和少量掺氢环境下的疲劳裂纹扩展试验结果预测其他掺氢环境下的疲劳性能，这对于推动天然气管道掺氢输送的运行具有重要的工程意义。

2、cn103308381a公开了一种疲劳裂纹扩展速率归一化预测方法，该方法由r=i下的疲劳裂纹扩展速率曲线实现了对待测金属材料的不同应力比r≠i本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种不同掺氢比环境下管线钢疲劳裂纹扩展速率的预测方法，其特征在于，具体包括：

2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S1中，进行疲劳裂纹扩展试验前，加工多件待测管线钢的拉伸试样，并通过拉伸试验得到待测管线钢的力学性能参数，并将各个力学性能参数的平均值作为疲劳裂纹扩展试验的输入参数。

3.如权利要求2所述的预测方法，其特征在于，拉伸试样的数量为3件～5件。

4.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S1中，在所述紧凑拉伸试样上预制长度为2mm～3mm的裂纹。

5.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S1中，在氮气环...

【技术特征摘要】

1.一种不同掺氢比环境下管线钢疲劳裂纹扩展速率的预测方法，其特征在于，具体包括：

2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤s1中，进行疲劳裂纹扩展试验前，加工多件待测管线钢的拉伸试样，并通过拉伸试验得到待测管线钢的力学性能参数，并将各个力学性能参数的平均值作为疲劳裂纹扩展试验的输入参数。

3.如权利要求2所述的预测方法，其特征在于，拉伸试样的数量为3件～5件。

4.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤s1中，在所述紧凑拉伸试样上预制长度为2mm～3mm的裂纹。

5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐连勇，韩冬，刘雪，韩永典，赵雷，郝康达，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：