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摘要
石油管道运行过程中的机械损伤和腐蚀问题对石油管道工程安全性具有重要影响。对于X80钢管,热轧制和热卷管工艺使其表层晶粒细化,在腐蚀状态下的变形过程中各位置会产生不同的应变响应。针对腐蚀造成的管壁减薄对凹陷过程的应力应变分布的影响情况,采用模拟和实验方法研究了不同凹陷深度对钢管应力应变的影响,分析了凹陷区组织及硬度的变化规律。结果表明:腐蚀减薄后使得表层细晶退化,对管体机械损伤凹陷过程影响显著,最大应力出现在腐蚀凹坑边缘。当凹陷深度≥5%D时,应变增幅较单纯凹陷急速增大,腐蚀造成的管壁减薄损伤部位在发生凹陷变形时,管体的应力应变集中于腐蚀坑边缘且急剧增大。在管线钢变形过程中,位错大部分聚集并缠结于晶界处,腐蚀减薄后形成了表面缺陷,产生位错钉扎;高密度位错导致抗裂纹扩展性降低,致使管道的承载能力降低,这是腐蚀凹坑边缘缺陷集中造成管道失效的主要原因。
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