刘明磊

摘要：借助有限元分析手段对X80管线钢对接接头的残余应力进行仿真计算，得到残余应力分布情况。采用X射线衍射法和盲孔法对预测结果进行试验验证。结果表明，周向残余应力总体变化趋势呈现先增大，稳弧后应力平稳达到峰值位置保持，在接近收弧位置，残余应力值减小;轴向残余应力总体变化趋势呈现先增大，残余应力达到峰值位置后平稳下降。残余应力仿真预测结果与两种测量方法所得结果相吻合， X射线衍射法结果高于盲孔法应力结果。通过有限元仿真技术预测应力较大位置，此技术对有效防止应力腐蚀开裂有一定的工程应用指导意义。

关键词：管线钢;残余应力分布;有限元模拟;防腐性能

中图分类号：TG404      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）11-0022-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.11.04

0    前言

在管道施工过程中，管线钢的防腐性设计是可靠性设计考虑的重要因素。应力腐蚀开裂是在拉应力和腐蚀环境下产生的低应力脆性开裂现象[1]，管道表面一般通过涂覆涂层来保证其防腐性能。受表面接触土壤、温度和阴极保护电流等因素的影响，材料的化学成分、显微组织变化、力学因素应力的影响等均会对应力腐蚀开裂产生直接的影响。力学因素中应力会导致材料形变和开裂，其大小、应力波动、应变率等均会影响材料腐蚀开裂的速度，从而影响结构件的疲劳寿命[2]。应力研究在需求可靠性、寿命最大化的设计中越来越被重视。分析手段有破壞性试验和无损试验，而无损试验因其不准确性和高额的费用，越来越不适用工业生产。……