耐磨弯头的弯矩-曲率滞回性能试验研究

考察耐磨弯头滞回性能、延性、耗能的能力等重要抗震性能指标.结果表明:耐磨弯头梁的荷载-位移滞回的曲线相对比较饱满,没有明显的捏缩现象,其具有很好的延性和耗能能力;跨高比和宽厚比会严重影响冷弯薄壁型钢梁的滞回性能和延性. 以跨高比为参数,进行两组(两种典型截面)8片耐磨弯头在循环荷载作用下的试验.研究了试件的破坏形态,对其弯矩-曲率滞回曲线、骨架曲线进行了分析。

耐磨弯头是一种截面形状合理、力学性能良好、钢材的利用率高的环保型建材。本文详细阐述了耐磨弯头构件特有的失稳模式:畸变屈曲和腹板压跛,并对比了北美规范NAS 2004和中国规范(GB50018-2002)对常用C型檩条的畸变屈曲承载力和腹板压跛承载力的计算结果。结果表明,按中国规范计算的畸变屈曲承载力是安全的,腹板压跛的计算规定不够合理。 

采用有限元对耐磨弯头焊接平行弦钢桁架由于节点几何缺陷在杆件中产生的次应力进行分析,对由节点构造形式所产生的次应力大小及分布规律、次应力产生的原因以及次应力对耐磨弯头桁架结构受力性能的影响进行分析。 

结合某工程实例,分析了不同尺寸的鹰式型耐磨弯头在某特定荷载组合下的受力情况,并考虑冷弯效应对构件强度的影响,结合现行的《耐磨弯头结构技术规范》和《建筑结构荷载规范》对其压弯构件进行强度和稳定性计算分析,并应用大型有限元程序ANSYS建立单榀钢架的模型,对计算结果进行校核,可为同类工程提供参考。

结果表明,原油温度低于473 K时,耐磨弯头主要腐蚀机理为环烷酸腐蚀,腐蚀速率增加缓慢;原油温度高于473 K时,耐磨弯头主要腐蚀机理为环烷酸腐蚀、硫腐蚀,腐蚀速率迅速增加。当原油温度不大于513 K时,随原油温度增加,腐蚀产物膜渐趋完整,耐磨弯头自腐蚀电流密度不断下降;当原油温度达到553 K时,产物膜变成疏松絮状结构,自腐蚀电流显著增加。 

采用重量法测定夹杂总量、ICP-AES法测定夹杂分量。耐磨弯头试样先用250mL硫酸(20%)在90℃左右的水浴中溶解约2个小时,再加20mL盐酸继续溶解约3个小时。过滤溶液、洗涤沉淀。将沉淀连同滤纸放入烧杯中加入硝酸和高氯酸,通过加热冒烟以溶解碳化铬和碳化硅,消除其对夹杂总量及分量测定的干扰。 采用高温高压釜实验研究了高硫高酸值原油温度对耐磨弯头腐蚀速率的影响。利用扫描电镜和能谱技术观察并测试了腐蚀产物膜的微观形貌和产物膜的化学组成。利用电化学测试方法测试了带膜试样腐蚀电化学行为。

为保证接头在长期高温运行下不出现低韧性脆性断裂,建议耐磨弯头采用新型低铬高锰型AR617焊条焊接1Cr5Mo,该焊条焊接工艺性能优良,通过生产实践和对服役44 000 h的接头取样观察,使用性能稳定,完全满足生产要求,其焊接工艺条件相对简单。 

通过分析耐磨弯头的焊接性,介绍了当前应用于该钢种的三种不同的焊接工艺方法。通过比较三种焊接工艺方法所获得焊接接头性能差异和特点,提出在具备焊后热处理条件和大规模施焊情况下应尽可能采用同质材料进行焊接,以避免接头在运行中出现早期失效,降低焊接成本。在不具备热处理条件或现场维修量少的情况下,也可采用异质材料进行焊接。