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2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析

日期:2024-05-15 18:32
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摘要: 2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析 2205双相不锈钢(2205DSS)是现代双相不锈钢其中一种,采用氮作为合金元素,其含量(质量分数)高达0.14%~0.20%,在保证组织平衡和提高性能方面具有重要作用。2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析 2205DSS具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和焊接性能等,是目前应用*普遍的双相不锈钢材料,主要用在酸性油、气田,还有运输、炼油、石油、化工以及海洋工程等领域。 塔里木盆地克拉2天然气田介质中含有很高浓度的氯离子,具有很强的腐蚀性,同时*高工作压力达13.3MPa,因此气田开...

2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析


2205双相不锈钢(2205DSS)是现代双相不锈钢其中一种,采用氮作为合金元素,其含量(质量分数)高达0.14%~0.20%,在保证组织平衡和提高性能方面具有重要作用。2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析

2205DSS具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和焊接性能等,是目前应用*普遍的双相不锈钢材料,主要用在酸性油、气田,还有运输、炼油、石油、化工以及海洋工程等领域。 塔里木盆地克拉2天然气田介质中含有很高浓度的氯离子,具有很强的腐蚀性,同时*高工作压力达13.3MPa,因此气田开发的输送管道大量采用强度高、耐蚀性好的2205DSS材料。由于输送管道*低使用温度-30℃,工程对管道用管材低温韧性也提出了较高的要求。天然气管道高压输送对**性要求很高,韧性对管道的**性有非常重要的影响,因此对用于克拉2气田开发的2205DSS管材的韧性进行了测试、分析。 

实验材料采用瑞典Avesta公司生产的2205DSS管材,规格为准508mm×15.9mm。钢管采用15.9mm的钢板经过压制成型,然后焊接,*后进行固溶处理(1050℃固溶+水淬)而成。其化学成分(质量分数,%)为:0.014C,0.38Si,1.45Mn,0.001S,0.021P,22.67Cr,5.69Ni,3.23Mo,0.170N;力学性能:Rm=789MPa,Rp0.2=585MPa,A5=29%,AKV(-40℃)=290J;显微组织为铁素体(基体)+奥氏体的两相组织,体积比例各占50%,没有其它第三相。

 韧性测试方法之一,冲击试验:在钢管圆周方向距焊缝90°位置(3点钟位置)取样,取样长度方向沿钢管周向,加工成10mm×10mm×55mm的夏比V形缺口冲击试样,缺口位于焊缝中心,试样缺口沿厚度方向。试验在JBZ-500冲击试验机上进行,试验标准为GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。

韧性测试方法之二,落锤撕裂试验(DWTT):在钢管圆周方向距焊缝90°位置(3点钟位置)取样,取样长度方向沿钢管周向,加工尺寸为15.9mm×75mm×305mm的DWTT试样,缺口形式为标准压制V型缺口,在系列温度下进行落锤撕裂试验。试验机型号为Dynatup8100,试验标准为SY/T6476-2000《输送钢管落锤撕裂试验方法》。

 韧性测试方法之三,裂纹**张开位移(CTOD)试验:在钢管圆周方向距焊缝90°位置(3点钟位置)取样,取样长度方向沿钢管周向,加工成10mm×20mm×55mm的三点弯曲断裂韧性试样,在试样单侧线切割出深2mm的缺口,缺口沿板厚方向。然后在MTS-800试验机上预制疲劳裂纹,其尺寸为a0/W=0.45~0.55(a0为原始裂纹长度,mm;W为试样宽度,mm),跨距S=4W。CTOD测试按GB/T2358《金属材料裂纹**张开位移试验方法》进行,试验温度为-20℃,采用多试样法确定裂纹扩展阻力曲线。 

实验结果表明,试验2205双相不锈钢管材具有高的冲击吸收功、低的韧脆转变温度(FATT)和高的CTOD值,表明这种材料可以满足低温服役条件,具有良好的延性止裂能力和防止低温脆性断裂能力。该管材的冲击功完全满足通过研究确定的工程技术指标:-30℃下,管体横向的夏比冲击功平均值*低100J,单个*小值75J,且有很大的裕量,用于克拉2高压天然气管道具有高的**性。该管材具有的良好韧性与其显微组织密切相关。试验材料在成型、焊接后进行了固溶处理,具有*佳的显微组织和相比例(α和γ各占约50%),没有金属间析出相存在,因而表现出*佳的韧性。2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析/2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析/2025双相不锈钢管材的断裂韧性分析