FeMnSiCr系形状记忆合金管道连接件理论与试验研究

王 伟， 王 博， 阎 石， 孙 丽

( 沈阳建筑大学 土木工程学院， 辽宁 沈阳 110168 )

0 引 言

管道运输作为目前非常重要的一种物资运送方式，被世界上许多国家广泛采用．然而，由于各种原因所导致的管道结构泄漏事故也经常发生，同时引起火灾、爆炸等灾难性后果，造成巨大的经济损失和人员伤亡[1-2]．大部分泄漏事故是由管道连接处的腐蚀等破坏[3]而引起的，针对传统连接方式的缺陷，研究者开始寻找新型的管道连接件来替代传统的连接件，形状记忆合金(SMA)在发生形状记忆效应(SME)时所产生的恢复力，恰好可以用来作为连接管道的紧固力，因此SMA被认为是一种很有潜力的管道连接件替代材料[4-7]．20世纪90年代，日本学者Ohtsuka等[8-9]在FeMnSi合金中加入了适当的Cr和Ni元素，不仅改善了铁基合金的耐腐蚀性，同时提高了其形状记忆效应．这种合金还具有易加工且强度较高的特点，而且价格低廉，这些特点使铁基形状记忆合金在大型管道连接领域的普遍应用成为可能．

近年来国内外学者针对铁基SMA材料和管道连接件进行了大量的研究工作：刘兴江等[10]提出了通过电脉冲磁场技术，改变FeMnSiCr合金材料的内部结构，进而提高其形状记忆效应；杨军等[11]对FeMnSi系形状记忆合金试样采用快速凝固的方法，提高材料的屈服强度，从而提高材料的形状回复率；王巍[12]针对大庆石油总厂的碱管道接头腐蚀泄漏问题，采用铁基SMA管道接头连接方式，防漏效果明显；万家瑰等[13]将特制的黏结剂涂在铁……