Die Ermüdungsschadensanalyse von X52-Pipelinestahl umfasst hauptsächlich die folgenden Aspekte:
Ermüdungsschadensmechanismus
Während des Betriebsprozesses von X52-Rohrleitungsstahl wird aufgrund der Schwankung des inneren Übertragungsdrucks der Rohrleitung eine Wechselbelastung erzeugt, die zu Ermüdungsschäden an der Rohrleitung und anschließend zu einer Rissausweitung führt. Insbesondere beim Transport von Erdgasleitungen begünstigen Schwankungen des Innendrucks die Ausbreitung von Rissen.
Einflussfaktoren von Ermüdungsschäden
„Zyklische Belastung“: Je kleiner die zyklische Belastung, desto länger ist die Ermüdungslebensdauer von Öl- und Gaspipelinestahl.
„Schweißverbindung“: Die Ermüdungsrisswachstumsrate der X52-Pipeline-Stahlschweißverbindung ist höher als die des Grundmaterials und der Wärmeeinflusszone, und die Zählrate der akustischen Emissionsklingel des Schweißrisswachstums ist höher als die des Grundmaterials und der Wärmeeinflusszone.
„Überlastung“: Zugüberlastung blockiert die Ausbreitung von Ermüdungsrissen in X52-Stahl. Je größer das Überlastverhältnis, desto offensichtlicher ist die blockierende Wirkung der Rissausdehnung.
Experimentelle Methoden und Ergebnisse
Phasenfeldmethode: Durch die Erstellung eines Phasenfeldmodells für die Ausbreitung von Ermüdungsschäden und Rissen wurde die Ermüdungsschadenssimulation an X52-Pipelinestahl unter Anwendung zyklischer Belastungen durchgeführt und die Ermüdungslebensdauerkurven unter verschiedenen zyklischen Belastungen ermittelt. „Überwachung der Schallemission“: Das Grundmaterial, die Schweißnaht und die Wärmeeinflusszone der Stahlschweißverbindung der X52-Pipeline wurden durch Schallemission (AE) in Echtzeit überwacht, und es wurde festgestellt, dass die Ausbreitungsrate von Ermüdungsrissen in der Schweißnaht höher war des Grundmaterials und der Wärmeeinflusszone. Kompakte Zugprobe: Die Auswirkungen unterschiedlicher Spannungs- und Überlastverhältnisse auf die Ermüdungsrissausbreitungsrate von X52-Rohrleitungsstahl wurden anhand kompakter Zugproben untersucht, und es wurde festgestellt, dass Überlastung die Rissausbreitung blockierte.
