Q1: Những yếu tố đặc biệt nào nên được xem xét trong thiết kế sức mạnh của các ống thép có thành dày?
Thiết kế cường độ của các ống thép thành dày phức tạp hơn nhiều so với các ống có thành mỏng và các yếu tố sau đây nên được xem xét: đầu tiên, sự phân bố ba chiều của ứng suất hoop, ứng suất xuyên tâm và ứng suất trục phải được tính toán, sử dụng công thức què thay vì công thức đơn giản cho các bức tường mỏng; thứ hai, sự khác biệt về hiệu suất theo hướng độ dày cần được đánh giá, đặc biệt là khả năng rách chống phân đoạn Z (tốc độ giảm phần lớn hơn hoặc bằng 35%); Thứ ba, các tham số cường độ vỡ vỡ (chẳng hạn như 100, 000 giờ sức mạnh độ bền) cần được giới thiệu trong điều kiện nhiệt độ cao; Thứ tư, phân tích mỏi (hiệu chỉnh đường cong SN) là cần thiết cho các tải trọng xen kẽ; Cuối cùng, đối với môi trường ăn mòn, độ dày thành thiết kế cần thêm 2-5 mm trợ cấp ăn mòn vào các tiêu chuẩn giá trị được tính toán . như ASME B31 . 3 và GB/T 20801 cung cấp các phương pháp thiết kế đặc biệt.
Câu 2: Làm thế nào để kiểm tra độ bền tác động của nhiệt độ thấp của các ống thép thành dày?
The low-temperature impact test of thick-walled steel pipes has special requirements: the specimens need to be taken from 1/4 of the wall thickness (the most dangerous area), and samples are taken in the axial, circumferential and thickness directions; the standard Charpy V-notch specimens (10×10×55mm) need to be processed into full size, and when the wall thickness is insufficient, 7.5mm or 5mm small-size specimens can be used; the test temperature is set according to the minimum operating temperature (such as LNG pipes need to be tested at -196℃); the evaluation indicators include absorbed energy (such as X70 steel pipes -40℃≥60J) and shear area (≥85%); for extra-thick-walled pipes (>100mm), một bài kiểm tra nước mắt trọng lượng giảm (DWTT) cũng được yêu cầu để đánh giá hiệu suất bắt giữ crack .
Câu 3: Các đặc điểm của sự phân bố ứng suất dư của các ống thép có thành dày là gì?
Sự phân bố ứng suất dư của các ống thép thành dày cho thấy một đặc điểm độ dốc đáng kể: Bề mặt bên ngoài thường là ứng suất nén (-200 ~ -400 mPa), bề mặt bên trong là ứng suất kéo (100 ~ 300MPa) và giá trị ứng suất trong lõi là giữa hai; Ứng suất dư trong vùng mối hàn của ống dày hàn có thể đạt 80% cường độ năng suất; Phân phối ứng suất bị ảnh hưởng bởi quy trình sản xuất và ứng suất cực đại của ống lăn nóng là 30-40% thấp hơn so với ống kéo lạnh; Ứng suất dư có thể gây mất ổn định kích thước (như biến dạng sau khi gia công) và nứt ăn mòn ứng suất; Phân phối ứng suất dày đầy đủ có thể được đo bằng nhiễu xạ tia X synchrotron hoặc phương pháp lỗ sâu, cung cấp cơ sở cho điều trị nhiệt tiếp theo .
Q4: Cơ chế thất bại của các ống thép thành dày dưới áp suất cao là gì?
Sự cố áp suất cao của các ống thép có thành dày thể hiện các đặc tính đa chế độ: dưới tác động của áp lực bên trong, bức tường bên trong thường bắt đầu mang lại và dần dần mở rộng ra bên ngoài (dung dịch đàn hồi khập khiễng); Chế độ thất bại vụ nổ được chia thành gãy dễ uốn (cổng hình nấm) và gãy giòn (vết nứt thẳng); Các ống hàn chủ yếu bắt đầu nứt trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt, và có một giai đoạn mất ổn định nhựa rõ ràng; Gãy xương gây ra bởi tập hợp khoang creep cũng có thể xảy ra trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao; Đối với các đường ống bị lỗi, đánh giá cơ học gãy là cần thiết (chẳng hạn như giá trị CTOD lớn hơn hoặc bằng 0 . 15mm); Thiết kế hiện đại thường dựa trên phương pháp Sơ đồ đánh giá thất bại (FAD), trong đó xem xét toàn diện những rủi ro của sự mất ổn định nhựa và gãy giòn.
Câu 5: Làm thế nào để đánh giá tuổi thọ mỏi của các ống thép có thành dày?
Đánh giá mệt mỏi của các ống thép thành dày đòi hỏi các phương pháp đặc biệt: Đầu tiên, đo hệ số nồng độ ứng suất thực tế (như KT lớn hơn hoặc bằng 2,5 tại khớp ống) thông qua đồng hồ đo biến dạng; sau đó tiến hành các bài kiểm tra mệt mỏi kích thước đầy đủ (thường là 10^7 chu kỳ) để thiết lập đường cong SN đã sửa đổi; Hãy xem xét hiệu ứng độ dày của tường (với mỗi độ dày tăng 10 mm, cường độ mệt mỏi giảm khi 5-8%); Yếu tố giảm cường độ mệt mỏi (như loại FAT80) cần được đưa vào khớp hàn; Đối với môi trường ăn mòn, các xét nghiệm mệt mỏi ăn mòn (tần số nhỏ hơn hoặc bằng 1Hz) là bắt buộc; Dựa trên lý thuyết thiệt hại tích lũy tuyến tính của khai thác, kết hợp với phương pháp đếm dòng mưa, dự đoán cuộc sống được thực hiện và hệ số an toàn thường là 3-5.
