[发明专利]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

摘要

本发明公开了一种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，包括以下步骤：准备母材、焊材，并加工、清理坡口；利用刚性可调拘束试验机得出与临界拘束距离相对应的临界开裂试验力Fcr；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和σ2cr；利用有限元软件模拟实际管道的焊接过程，得出焊接结束后接头上的应力最大值σmax，并分析裂纹产生机理。刚性拘束裂纹(RRC)试验核心是通过RRC试验获得钢材发生冷裂纹时的临界拘束应力σcr，然后用实际结构实测或计算得到的拘束应力σ比较。若σcr≥σ，则不产生裂纹；若σcr≤σ，则产生裂纹。使用本发明可真实地反映实际焊接接头的受力状态、拘束条件。

主权项

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)。