海洋平台用钢d36超大厚度焊接接头ctod试验

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1、万方数据第28卷第8期2O7年8月焊接学报vol28No．8‘IRANSA(m0NSOFT眦C}ⅡNAWEIDINGlNS唧厂盯ONAugust20O7海洋平台用钢D36超大厚度焊接接头CTOD试验王志坚1，蒋军1，王东坡2，邓彩艳2(I深圳赤湾肚宝旺T程有限公司，广东深圳518068i2天津大学材料科学与工程学院，天津300072)摘要：依据英吲标准Bs7448断裂韧度试验标准(刚TCl6“sG4一N4【】0)和DNV一0s—rⅫ1，采用埋弧焊和c0)气体保护焊工艺对国产钢板板厚为80mm的海洋石油平台导管架对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移(cr0D)试骑。测试丁零度下泼工

2、艺的焊缝和热影响区的c10D断裂韧度，探讨了这种大厚板焊接接头在埋弧焊和cq气体保护焊工艺下免除焊后热处理的可能性，为海洋平台施工建造提供科学依据。关键词：焊接接头；裂纹尖端张开位移；断裂韧度中固分类号：’雕11528文献标识码：^文章编号：。253—360x《2007){)8一】03一05王志坚0序言海洋石汕平台T作枉复杂的环境下，在服役期间n，能要承受俞风、地震和海浪阻及温度骤变的侵袭，加之其结构复杂，导致⋯现各种危险情况的口J能性较大。冈此，如何充分保证海洋打油平台在运行过程的安全性是开发和制造部门高度重视的问题。随着国内海洋开发的步伐不断向深海迈进，平台结构所使用钢板的厚度

3、不断增加，冈此，其焊接接头部位发牛脆性破坏的可能性也愈米愈大。众所周知，随着钢板厚度的增力¨，其断裂韧度不断降低，更主要的是这种大厚度钢板经过焊接之后，在其热影响医部位很容易产生脆化，而在焊接大厚度钢板叫又不得小考虑焊接效率的问题，往往采用高效的焊接方法(如申丝甚至双丝埋弧焊、c02气体保护焊等)和较大的焊接上艺参数以缩短平什的建造周期。但随之而来的问题是币位时问内热输入的增加导致《0接接头的韧性进一步恶化。凶此，为了保证使用大厚度钢板制造、r台的抗脆断能力，一般在设计时考虑采用#iI后消除应力处理的方法改善焊接接头部位的断裂韧度。然而，虽然这种焊后热处理对改善焊接接头部位的韧性很

4、有效，但它的缺点也是很明显的。主要表现为设备投人多、施t条件恶劣、能源消耗量大、劳动强度高、施T工期过}乏，人幅度地增加J’半台的建造成本和J割期。如果严格控制制造平台所需钢板的质量日采用合理的焊接方法、焊接材料及：}!}l接上艺，在能够充分保证所建造平收稿日期：2嘎晰(14一19台韧性的前提下，就州以免除焊后热处理。这在AH，Aws，DNv等制定的相应平台建造规范巾都有较为明确的规定。如粜免陈了焊后热处理，必将产牛巨大的经济效益和社会效益。然而，对于大厚度钢板，能够免除焊后热处理的前提是它的焊接接头不经过消除应力热处理就有足够的抗脆断性能。凼此，如何合理准确地评价这种海洋甲台川钢

5、焊接接头的低温韧十牛是问题的关键_l-2j。大量试验研究表明，对海洋平台广泛使用的中、高强度低合金钢而青，与传统的复比v形缺u试验冲击韧度比较，cTOD位更能有效准确地评价钢材的抗脆断能力。依据API，A脐，DNv的相应平台建造规范的规定，如果焊接部位(包括焊缝和热影响区)有足够的(jmD值，构件厚度小于或等于试验厚度时就可免除焊后热处理。有鉴于此，作者进行了针刚免除焊后热处理的c110D进验，探讨了这种大厚板焊接接头免除焊后热处理的可能性。1试验1．1试验方法近年束巾英国焊接研究所提出的测试材料断裂韧度如K⋯，(jr0D(d)和JT，的统一标准B!并448受到国际焊接。了哙的重视

6、并了以推广应用}_；。目前已被国际标准局(Tso)采纳，编号为Is0／优164／sc4一N4∞。其中Bs7448：199l—PanI《确定金属材料Km临界c’lDr)和J积分的方法》与Bs7448：1997一PanⅡ《确定焊缝蜀n临界cToD利J积分的方法》试验标准已在工程界得到了普遍采用poj。依据该试验标准，对海万方数据104焊接学报第28卷洋平台焊接接头的焊缝和热影响区进行了低温(O℃)特征㈣(d。，占。，占。)的测试。1，2试样制备试验所用为D36，板厚为80nm，，由l海轧钢三厂生产，焊接材料为国产坪弧焊丝、焊剂和c鸥气体保护焊药芯焊丝。对j二热影响区试板采If=}jK形

7、坡口，焊缝会属试板采用x形坡口，焊接方法为誓丝埋弧焊和c()2气体保护焊，其中c02气体保护焊分平焊、屯焊和仰焊三种位置。按照Bs7448标准规定，试验采用带预制疲劳裂纹的三点弯曲(TPB)标准试样，试样宽度Ⅳ=B。试样加工至截面为B×B(74nⅫx74rm)的最终尺寸。然后在线切割机上用O．12mm的钼丝加工机械缺厂I。按试验要求缺口分别开在焊缝和热影响区。烨缝金属试样采用x形坡r『焊接接头，机械缺口位于名义焊缝中心线处；热影响区试样采用K形坡口，机械缺口沿坡口直线