b型鋼質(zhì)套筒修復(fù)技術(shù)改進(jìn)研究(編輯修改稿)
2025-07-25 07:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 屈服應(yīng)力，套筒凹槽出現(xiàn)應(yīng)變集中，凹槽主要受到環(huán)向應(yīng)力牽拉，凹槽變形寬度上升、高度降低，最終導(dǎo)致凹槽所受應(yīng)力被分散到套筒其他部分。將凹槽的寬度作為變量設(shè)計(jì)7組凹槽，分別建立有限元模型，計(jì)算最大應(yīng)力的數(shù)值。計(jì)算結(jié)果顯示，隨著凹槽寬度的減小，最大應(yīng)力的數(shù)值會(huì)增大，但增長(zhǎng)幅度非常有限。增加凹槽的寬度有利于減小應(yīng)力集中?？紤]焊縫的實(shí)際情況，確定凹槽寬度為40mm。使用新型B型套筒，凹槽高度為4 mm，寬度為40 mm，套筒與焊縫不直接接觸，對(duì)管體焊縫頂部無(wú)作用力，但對(duì)焊縫附近的區(qū)域施加分布力p2，假設(shè)p2為4 MPa（圖9），管道內(nèi)壓為4 MPa。由ABAQUS計(jì)算得到，在上述載荷作用下，裂紋附近的應(yīng)力場(chǎng)顯示（圖10），裂紋在外加應(yīng)力的作用下趨于閉合，在一定程度上抑制了裂紋的擴(kuò)展，降低了缺陷繼續(xù)發(fā)展的可能性。裂紋P2P2圖9 焊縫附近區(qū)域的分布力圖10 應(yīng)力場(chǎng)等值圖3爆破試驗(yàn)驗(yàn)證采用全尺寸靜水壓爆破試驗(yàn)，驗(yàn)證新型B型套筒修復(fù)螺旋焊縫缺陷效果。試驗(yàn)按文獻(xiàn)[2]執(zhí)行。試驗(yàn)用管材選用162。7209mm，材質(zhì)16Mn，屈服強(qiáng)度為358MPa，螺旋焊縫鋼管制作試驗(yàn)管件，封頭厚度25mm，制作缺陷為85%～90%螺旋焊縫缺陷（未焊透），缺陷長(zhǎng)度為600mm。缺陷制作采用氣切割，將試驗(yàn)管體完全切割開(kāi)后，在缺陷外表面制作深度為1mm的坡口，再將坡口處用低氫焊條焊接。從力學(xué)計(jì)算中可以得出，含缺陷管道的屈服壓力約為2MPa，計(jì)算過(guò)程如下：試驗(yàn)管道在水壓的作用下，產(chǎn)生，軸向應(yīng)力。如果管道沒(méi)有缺陷，則屈服發(fā)生在：即，或 MPa（無(wú)缺陷管道的屈服壓力）現(xiàn)有螺旋焊縫缺陷，長(zhǎng)mm，深度其軸向的投影長(zhǎng)度 mm，==屈服準(zhǔn)則為：或= MPa (含缺陷管道的屈服壓力)式中：為水壓；為環(huán)向應(yīng)力；為軸向應(yīng)力；為屈服強(qiáng)度；為螺旋焊縫缺陷軸向的投影長(zhǎng)度；為無(wú)量綱長(zhǎng)度；為Folias 因子；為應(yīng)力放大因子；D為管道外徑；t為壁厚。采用新型B型套筒對(duì)缺陷管體
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