焊缝噘嘴对螺旋焊管应力分布的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第8期石油机械焊缝噘嘴对螺旋焊管应力分布的影响丁7；j赵新伟路民旭白真权薛小刚(中国石油天然气总套司石油管材N-YL所)攀划周方勤白建洲蒋家清王靖～(四川石油管理局)摘要慝电阻应变测量法对某输气管线管(SSAW焊管)螺旋焊缝周围表面应力进行了在鳗监测，得到了不同内压下焊缝周围应力分布规律，研究了焊缝噘嘴(国际上称为焊缝角偏差)对管道应力分布的影响。研究测试结果表明，噘嘴造成焊缝附近产生附加弯曲应力，并导致管道焊缝附近外表面拉应力显著减小，而内表面拉应力显著增大，从而会降低管线实际承压能力并增加焊缝附近应

2、力腐蚀开裂的敏感性。指出对在役管道进行安全评价和管线管质量控制时应重视焊缝噘嘴的影响。．lU～)主题词螺旋焊管焊缝应力分布、一一。。～一I，＼焊缝噘嘴在国际上称之为焊缝角变形或焊缝角焊接工艺：双面埋弧自动焊；偏差(AngularDi~tortion盯AI吡is8】iⅡnent)，属管子树质：16Nn。焊缝几何缺陷的一种。这一制管缺陷是由不恰当的2．动静态应力测试方法轧制工艺和焊接工艺所致。70年代，在我国管线建管道动静态应力测量采用电阻应变测量法(简设的早期，由于制管技术和质量控制水平相对较低，称电测法)。先采用电阻应变测量技术测量管道不焊缝噘嘴在许多在役螺

3、旋焊管上较普遍存在。然而，同内压下的应变，再用弹性力学公式计算其不同内噘嘴对管道应力分布乃至对管道承压能力的影响程压下的应力。(1)主要仪器及装置YJ一22型应变_测量处度如何，以及对在役管线进行安全评价时是否要考理仪2台；虑噘嘴的影响等问题尚缺乏研究。近几年来，国际Yz一2，型转换箱3台；上有人开展这方面的研究工作，但都是针对直焊缝应变片：BE120—3GA，电阻值为120±0．25n，的_】J笔者利用某输气管线停气检修期间的升降灵敏度系数2．23±1％；压过程，通过对管道动静态应力分布的在线监测。粘结剂：氰基丙烯酸酯胶(5o2胶)。研究了焊缝噘嘴对螺旋焊

4、管应力分布的影响。(2)应力计算利用所测得的动静态应变，通测试方法与测试条件过弹性力学公式计算静动态应力。若测量点为9Oo的应变花，按公式(h)和(1b)计算主应力O"1f)和1．管线概况2(】。管子规格：~720rnm×8rnm螺旋埋弧焊管，螺F1()=_j(+)(1a)旋角度为52。；-赵新伟．工程师，生于1969年．1992年毕业于西安工业学院金属材料及热处理专业，1995年毕业于西北工业大学金属材料厦热处理专业．获硕士学位。现从事在役压力管道的剩余强度评价和剩杂寿命预酏f研究工作。地址：(710065)陕西省西安市。电话：(029)8214211—3

5、5II。(收稿日崩：1997—10—05；蟛改稿收到日期：1998一OI—J2)维普资讯http://www.cqvip.com18石油机械卿=()(1b)舯p——管道压力D——管径；钡I量点为45。的应变花，按公式(2a)和(2b)计算主应I——管壁厚力dI(4)和口2()。l“=j_二I(e+egoo)+—：_×差一e4)+(e一)(2a)E，、E)=2(1=“一(2b)内压下主应力分布一e)+(e一￡)3．动静态应力测试条件(1)应变片的布置经测量管道最小壁厚为莹、，7．8ram，管道外表面基本无腐蚀。动静态应变测量拦时应变片布置情况如图l所示。在靠近

6、焊缝两侧布置l6个测试点，远离焊缝的母材上布置2个测试距焊缝距离(m)点。除在紧靠焊缝处(15和l6测试点)采用了90。应b11NPa内压下主应力分却变花外，其余全部采用45。应变花。所有应变花的800。方向与管子轴向平行。604020020200150100—50050100150200距焊缝距离(m)1110c0．8MPa内压F主厦力丹布图2降压过程中刹得的管道焊缝周围主应力分布12注围巾横坐标的正、负号分别表示测试点位于焊缝右侧和左侧。从图2中不同内压下管道主应力分布曲线可看出，管道外表面应力在焊缝及其附近普遍明显呈现低谷，即焊缝附近应力和口2显著低于

7、名义图I应变片布置图(单位：

8、nln)应力和2，甚至出现压应力。如内压为(2)加载过程利用管线检修前放空过程中的1．54MPa时，名义应力口【和d2计算值分别为连续降压，对管道降压过程中的动静态应变进行测693MP丑和34．65MPa，而测得焊趾处(距焊缝中心试，内压为1．54MPa时进行第一次应变测试，随后8mm)真实应力口。仅为46MPa，口2则呈现出数值为0．1MPa为间隔，一直测量到管内天然气完全放空。一lMPa的压应力(如图2a所示)。测量焊缝几何形状发现焊缝存在严重的几何缺测试结果与讨论陷，即焊缝噘嘴严重。图3是螺旋焊缝噘嘴示意图。用垂直螺旋焊缝

9、的平面去截管子，理论上完整图2示出了降压过程中内压为