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连续油管在石油工业中应用广泛,主要用于钻井、完井、采油等作业,在石油工业中发挥着巨大的作用。而在实际的工作过程中,连续油管周期性的作业,很容易因疲劳损伤而失效,而焊缝处又是连续管最薄弱的部位,作业中破坏的几率最大,特别是在有内压力的作业中,周向应力的破坏更为严重。因此,对焊缝处周向疲劳性能和组织的研究具有重要的意义。
本文通过对ERW焊缝处进行三点弯曲和标准试样的疲劳实验来模拟ERW焊缝处的周向应力,发现经过循环一定次数的试样,再进行回火修复处理后,总的疲劳寿命会有所增加,说明回火对疲劳损伤有一定的修复作用。在较高应力幅载荷循环作用下,回火修复虽不能明显增加构件的疲劳寿命,但可使疲劳寿命分散性得到明显改善(标准差减小),有利于提高服役的安全性。在较低应力幅载荷的循环作用下,回火修复可以明显增加构件的疲劳寿命,而疲劳寿命的分散性并无明显改善。在整个对连续管疲劳性能研究的试验中,发现有存在缺陷的试样,缺陷大多为Mn、Si夹杂物或者氧化物。
对连续管焊缝组织进行800℃、850℃、900℃、9500C,保温lOmin的热处理,用硝酸酒精腐蚀后,观察到随着热处理温度的升高,条状铁素体逐渐向等轴晶转变。用Lepera试剂腐蚀后,发现熔合区中所含的M-A岛组元少于近焊缝区中M-A岛组元的含量,M-A岛呈链状分布于晶界处。对上述试样进行冲击试验,结果表明,热处理后试样的冲击韧性值都远高于未经过热处理的冲击值,经过850℃热处理后的冲击值达到了峰值,说明熔合区中M-A岛组元的体积分数和平均弦长达到了最佳的配合。剪切面积率由原来的5%升高到经过900℃处理后的90%,塑韧性得到改善。通过实验,得出焊缝组织在经过850℃~900℃热处理后,性能达到最好。