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“合于使用”原则的不断推广,人们对焊接缺陷的认识也越来越清晰。就海洋用钢来说,对于有缺陷的焊接材料或工程结构,如果不加区别的全部否定,其带来的经济负担是非常大的。由此,目前世界上最流行的SINTAP规范,作为缺陷评估标准,已经得到了工程领域的普遍认可。 本文目的:对X70管线钢,基于SINTAP准则,得到其服役过程中内表面裂纹容许尺寸;对EQ(60mm)钢板,基于SINTAP规范,判定其断裂韧性是否合格;开发一套针对SINTAP3个标准等级的缺陷评估系统,利用该系统对EQ(38mm)钢板进行缺陷评估,判定其断裂韧性是否合格;根据前述研究结论,分析为何SINTAP缺陷评估规范保守度相比于其他规范要低一些;导出CTOD允许值定量公式,提出“环境CTOD允许值”概念。 本文工作内容及结论: (1)根据BS7448规范,对X70管线钢做CTOD试验,建立其焊缝中心的阻力曲线,得到其CTOD启裂值;说明了对于海底输油管道,用CTOD启裂值作为断裂判据的必要性;基于SINTAP规范,分别建立其焊缝的一级与三级失效评定图,结合环境应力与CTOD启裂值,分别得出其内表面裂纹容许尺寸,为SINTAP规范的应用提供了一种新的方法。 (2)对海洋平台EQ系列用钢做单轴拉伸试验,得到了该批材料的应力应变曲线,进而得到EQ70/56(mm)与EQ70(60mm)厚板的基本力学性能;结合SINATP一级评定,得到EQ70(60mm)钢板的焊接缺陷失效评定图(FAD);基于BS7448规范,对该批材料做CTOD试验,分别得到其对应CTOD值;结合EQ70(60mm)的失效评定图,对该批材料的CTOD最小值进行缺陷评估,发现其评定点与对应极值点非常接近,对于其使用应慎重考虑。 (3)基于Visual Studio开发平台,开发了一套针对SINTAP三个标准等级的缺陷评估系统,优化了数据处理环境,避免了人为失误,提高了工作效率,为SINTAP规范的应用提供了一个简便高效的工具;根据本文开发软件对EQ70/56(38mm)钢板的焊缝进行缺陷评估,判定其是合格的。 (4)对EQ系列钢板缺陷评定结果进行分析,发现其对于材料断裂韧性的保守度明显低于相关规范,其原因是相关规范偏重于材料本身力学性能,在一定程度上忽略了环境因素。本文提出公式环境CTOD允许值δmin=HXK21/(EσY),从而使CTOD允许值由定性研究转化为了定量研究,并明确了CTOD值与材料的服役环境,本身力学性能以及焊接缺陷裂纹尺寸的关系。