完整性与可靠性2020年2月第39卷第2期
IntegrityReliability
1000-8241202002-0162-07
文章编号：（）
直径1422mmX80管道环焊接头应变能力数值模拟方法
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张宏吴锴刘啸奔杨悦隋永莉张振永
1.中国石油大学（北京）·油气管道输送安全国家工程实验室/石油工程教育部重点实验室/北京城市油气输送技术重点
实验室；2.中国石油天然气管道科学研究院·油气管道输送安全国家工程实验室；3.中国石油管道局工程有限公司
摘要：鉴于高钢级管材的组织特征及焊缝失效对于管道安全的重要影响，管道环焊缝承载能力成为
当前管道行业的研究热点，以中俄东线全自动焊口为研究对象，准确考虑环焊接头根焊、热影响区、母
材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性，基于有限元方法建立了分析管道环焊接头应变能力的数
值仿真模型。定量分析了母材屈强比、运行内压、载荷类型等组合工况下焊缝强度匹配系数等对管道
环焊缝裂纹扩展驱动力的影响。采用静裂纹起裂的失效判定方法，以表观断裂韧性值为临界准则，结
合中俄东线管材及环焊接头材料特性参数实际变化范围，计算了在设计工况范围内最不利条件下中
俄东线环焊接头的应变能力。结果表明：提高焊缝区强度匹配能够有效减小接头的裂纹扩展驱动力，
增加管道内压或提高母材屈强比会使相同强度匹配条件下的裂纹扩展驱动力更大，拉伸载荷下的裂
纹扩展驱动力要大于弯曲载荷下的裂纹扩展驱动力。该方法既可以用于根据焊接接头性能要求指导
焊接参数的确定，也可以用于在役管道含缺陷焊接接头的适用性评价。（图7，表2，参23）
关键词：1422mm管道；X80；焊接接头；裂纹尖端张开位移；应变能力；焊缝强度匹配系数；适用性评价
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中图分类号：TE88文献标识码：ADOI：10.6047/j.issn.1000-8241.2020..
Numericalsimulationmethodforstraincapacityofgirthweldingjoint
onX80pipelinewith1422mmdiameter
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ZHANGHong,WUKai,LIUXiaoben,YANGYue,SUIYongli,ZHANGZhenyong
1.ChinaUniversityofPetroleum(Beijing)//NationalEngineeringLaboratoryforPipelineSafety//MOEKeyLaboratoryof
PetroleumEngineering//BeijingKeyLaboratoryofUrbanOilandGasDistributionTechnology;2.ChinaPetroleumPipeline