PDF《E05.石油管材及装备材料服役行为与结构安全》

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石油管材及装备材料服役行为与结构安全 分会主席:冯耀荣、杨振国、范志超、乔利杰、闫相祯 E05-01 材料科学与工程 四面体 的启示 李鹤林 1,2 1. 石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室 2. 中国石油集团石油管工程技术研究院 石油管工程 的提出和发展,引领了我国石油管的研发与工程应用,对于提高石油管的服役性能,延长石油管的使 用寿命,进而提升石油工业的整体效益发挥了重要作用.报告结合材料科学与工程 四面体 的意义和内涵,回顾了 石 油管工程 的创立与发展历程,阐述了 石油管工程 的内涵、技术领域和平台建设,指出了坚持 石油管工程 研究的 重要意义和重点发展方向. E05-02 严苛环境下结构完整性技术 涂善东 华东理工大学 严苛环境下结构完整性技术. E05-03 影响埋地管道的关键因素与基于腐蚀的管道服役安全评价方法 韩恩厚 1.国家金属腐蚀控制工程技术研究中心 2.中国科学院金属研究所 E05-04 材料的弹塑性强度理论与断裂韧性试验方法 蔡力勋,于思淼,姚迪,韩光照,彭云强,贺屹 西南交通大学力学与工程学院 通过试验获得延性材料单轴拉伸颈缩和压缩失稳获得直到破坏的 RVE(Representative volume element) 全程 本构关系以 及判别 RVE 临界断裂是传统强度理论和断裂力学难以绕开的关键问题.试样颈缩阶段的材料 RVE 本构关系测试问题困扰 了材料测试领域近百年.近年,作者提出的有限元辅助试验(Finite-element-analysis aided test, FAT)方法[1,2,3] 使问题有了原创 性解决,采用漏斗圆棒试样、圆片试样、中心孔试样等多类微构元的拉伸试验,验证了 FAT 方法所获得材料 全程 本构关 系的唯一性.在此基础上通过

9 种材料、10 种构元的拉、剪破坏试验并结合有限元分析,揭示出延性材料临界断裂时刻第 一主应力与应力三轴度之间存在基础关联性并提出了描述 RVE 临界断裂的强度准则方程,结合平面应变 I 型裂纹 HRR 应 力场、裂尖三轴度和等阻力扩展假定,提出了基于 RVE 应力型断裂准则求解延性材料 J 阻力曲线的理论方法和半解析方程. 确定不同载荷下裂纹扩展量是材料断裂韧性测试方法的基础内容,作者已发展了柔度法、载荷分离方法确定裂纹扩展 量并已纳入国家标准[4,5] 中,面临一些结构材料需要采用非标准试样,采用塑性因子方法表征试样 J 积分表达式会较困 难,本文基于 C-C 能量原理[6,7] 提出了 I 型裂纹试样的 J 积分半解析求解方法[8] ,进而借助 I 型裂纹试样的载荷-位移关系得 到裂纹扩展量和 J 阻力曲线的半解析工程测试方法. 关键词:代表性体积单元;

RVE;

材料本构关系;

延性断裂准则;

断裂韧性;

J 阻力曲线 E05-05 层状双金属管道材料激光穿透共熔池焊技术研究进展 张建勋

2 西安交通大学材料学院 本文综述了层状双金属材料焊接技术进展,开发了一种适用于层状金属复合管道材料的高效焊接技术,利用激光穿透 焊熔池金属在金属蒸汽喷射摩擦力和温度梯度的共同作用下在上下表面附近位置的相对独立的涡流行为,而彼此之间发生 相对较少的对流交换的特点,减少层状材料的性能损失,实现层状金属材料的高效焊接.通过对 2025/X65 双金属层状复合 材料的焊接表明,焊缝组织上部和下部具有明显的差异性和独立特征,但焊缝上下部的合金元素发生了相对较小的流动交 换,稀释率可小于 8%,使得复合板上层焊缝和下层焊缝金属达到了最大的相对独立性. E05-06 管道焊缝底片缺陷自动识别技术与软件系统开发 董绍华,孙玄,谢书懿,陈一诺 中国石油大学(北京) 管道焊缝底片是管道焊缝可靠性的重要依据,目前仅靠人工判别,由于人的视线强光照射疲劳因素,误判率一致很 高,开发焊片底片自动识别评片系统,成为智慧管道建设的重要技术核心.本文针对管道焊缝数字图像中存在的缺陷,采 用多项边缘检测方法、检测通道与阈值分割等方法,对管道焊缝图像中存在的缺陷进行图像处理,建立了焊缝数字图像缺 陷特征库,包含灰度差、等效面积(S/C)、圆形度、熵、相关度等参数,建立了多分类器构造(SVM)模型,实现了对 管道焊缝数字图像缺陷的分类评价.最终开发国际上先进适用的管道焊缝底片缺陷自动识别软件(Pipeline Welds Image Defects Recognition and Assessment System),该软件系统适用于各类管道焊缝缺陷质量的识别判定,如裂纹、夹渣、气孔、未焊透、未熔合等缺陷,经大量试验测试和现场应用,具有较高的识别准确率达到 90%以上,对于保障管道完整性具 有重要实用价值. 关键词:管道射线底片,缺陷库、SVM 分类模型、缺陷识别、软件开发 E05-07 高温高压气井芯轴式套管悬挂器装置密封机理与选材研究 练章华,刘洋,张强,牟易升 西南石油大学 目前各油田大部分悬挂器的主、副密封均采用橡胶密封,容易出现密封失效,进而导致环空带压,影响井筒完整性. 本文针对高温超高压气井普遍存在的井口装置密封失效问题,开展了芯轴式套管悬挂器装置选材及其密封机理研究,1) 提 出了沉淀硬化镍基合金