焊接材料强度对高钢级管道环焊缝应变能力的影响

作者：杨悦; 张宏; 刘啸奔^*; 吴锴; 隋永莉; 杨叠

来源：油气储运, 2022, 41(01): 48-54.

• X80管道
• 环焊缝
• 根焊裂纹
• 有限元
• 临界应变
• 裂纹驱动力

为了评价母材、根焊材料、填充焊材料的强度对X80管道环焊缝应变能力的影响,采用非线性有限元方法,以中俄东线直径1 422 mm、壁厚21.4 mm的高纲级管道为研究对象,考虑焊接接头完整几何形貌与性质有明显差异的4种材料分区,采用钥匙孔(Key Hole)模型准确模拟裂纹张开过程中裂纹尖端的钝化行为,研究了拉伸载荷作用下根焊内表面周向裂纹的起裂行为。计算结果表明:对于双V形坡口焊接接头,根焊材料强度对焊接接头整体应变能力影响很小,可以忽略不计;填充焊材料与母材强度的高强匹配对保证焊缝区应变能力最为重要,在难以提高填充焊材料强度的情况下,限定母材的强度指标是提高高钢级管道焊接接头应变能力的有效方法。(图7,表1,参25)

• 单位
  中国石油大学（北京）; 中国石油天然气管道科学研究院