环焊缝热影响区断裂韧性分布规律及统计处理方法

王磊，宋高峰，苏党红，郑逸翔，陈宏远，吉玲康

(1.中国石油集团工程材料研究院有限公司,石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室,西安,710077；2.江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏省市场监管重点实验室(过程装备风险防控技术),南京,210036；3.陕西省天然气股份有限公司,西安,710000)

0 序言

随着海洋石油天然气开发的深水化，海底管道用管线钢管强度越来越高.众所周知，海洋管道为金属焊接构件，最主要环节之一是现场的钢管对接环焊缝连接.低碳高强钢是海洋管道最常用的材料，具有良好的焊接性.由于焊接工艺技术以及现场环境等因素的影响，现场焊接过程往往不可避免地出现夹杂、气孔和未熔合等缺陷.使得环焊接头成为整个压力管道中最薄弱的部位.在外部载荷和变形环境作用下，缺陷发生启裂、扩展，最终引起管道断裂[1].因此必须对管线钢管焊接接头质量进行严格的评定.相比于传统的冲击韧性评定方法，裂纹尖端张开位移CTOD 可以描述含裂纹材料在施加载荷时抵抗断裂的能力.对于稳态裂纹扩展特性可以用断裂韧性的特征值(δ0.2和δm)表征，可以有效地描述含裂纹结构的材料韧性，进而基于ECA 分析，确定临界载荷或临界裂纹尺寸[2-5].因此，环焊接头断裂韧性特征值的确定，对于海洋管线钢管的铺设及服役的安全具有重大意义.

然而，除了外界因素外，焊接本身是一个耦合了多种因素的过程，导致焊接接头组……