佛山市顺德区朗耀钢铁有限公司主要生产销售:螺旋钢管,无缝管,钢护筒,打桩管,钢管桩,大口径钢管,直缝焊管。兼营:H型钢,镀锌钢管,球墨铸铁管,角钢,槽..

产品描述

试验材料
国内某钢管公司开发生产了JU2000E自升式钻井平台X80钢级桩腿支撑管,解决了材料成分设计、高纯均质化冶炼—连铸工艺、高精度轧管工艺、热处理工艺等多项关键技术问题,且产品批量生产性能稳定,各项性能指标达到或者超过国外同类产品。选取该公司用于制造JU2000E自升式钻井平台桩腿支撑管Φ323.85mm×28.58mm规格,该支撑管的屈服强度Rt0.5和抗拉强度Rm分别为610MPa和700MPa,断后伸长率A为28%,断面收缩率为85%,-40℃纵向全尺寸冲击功平均值为251J。
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屋盖拉条和撑杆的设置
拉条主要承受檩条弱轴方向的侧向拉力,并且可作为该方向檩条的支撑点 ,减小其弱轴方 向的计算长度,当檩条兼作屋盖支撑压杆时,如果设置拉条,则檩条弱轴方向的长细比较容易满足压杆长细比的要求。根据轻钢规范要求,在屋脊的檐口处应设置斜拉条和撑杆。部分设计者没有充分分析撑杆的受力状况, 将撑杆按拉条设计成圆钢 ,使撑杆起不到压杆作用。在斜拉条拉力作用下撑杆将受到压力作用 ,而圆钢不能承受压力。因此撑杆应按压杆设计,一般设计为圆钢外套钢管,这样撑杆既能承受拉力作用也能承受压力作用。
轻钢结构的计算主要是刚架部分,一般计算横向刚架,纵向只计算柱问支撑,横向刚架的计算 只能保证其自身的强度和稳定,而整个结构的空间整体稳定性主要由柱问支撑和屋盖支撑决定,屋盖支撑较柱间支撑复杂。因此,设计中应对整个结构的空间 受力进行认真分析,布置合理的支撑体系,保证结构的整体稳定。
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抗氢脆性能
X80以上级别的结构钢管对氢脆敏感,曾在桩腿支撑管中发现氢致裂纹,由此造成了海洋平台的垮塌事故。长期在海水环境服役的固定式钻井平台,难以检测结构管的氢致开裂,尤其要关注材料的氢脆问题。HSE建议海工用高强结构钢管宜采用“海水+CP+硫化物”环境的慢应变速率拉伸试验测试氢脆指数EI,且海工用高强结构钢管应符合EI≤60%的要求。EI采用公式定义:EI =(RAa-RAe)/RAa
式中RAa———材料在空气环境中拉伸测得的断面收缩率,%;
RAe———材料在试验环境中拉伸测得的断面收缩率,%。
按上述方法,测试和评价了该X80钢级桩腿支撑管材料的抗环境氢脆性能。试验环境中的海水采用天然海水;CP电位的选取(≤-1100mV)参照相关规范和工程要求;采用H2S模拟硫酸盐还原菌SRB引起的生物硫化物,参考后者在海水中的实际浓度(一般≤0.06%),选取了H2S的浓度范围;拉伸应变速率根据以往工作经验取4.0×10-6s-1。结果表明,X80钢级桩腿支撑管在“海水+CP电位-1100~-750mV(Ag/AgCl)+无硫化物”环境和“海水+CP电位-1000 m V(Ag/Ag Cl)+0.01%~0.06%硫化物”环境中的氢脆指数均符合EI≤60%的要求,即X80钢级桩腿支撑管材料具有较低的氢脆倾向,能够满足海洋平台桩腿在相应环境下对材料抗氢脆性能的要求,具有优良的抗氢脆性能。X80钢级桩腿支撑管抗氢脆的相关机理是:
(1) X80钢级桩腿支撑管用钢的纯净度高,夹杂物数量少、尺寸小,从而减少了氢致裂纹源;
(2) X80钢级桩腿支撑管经淬火+高温回火后,形成了细化的粒状贝氏体和铁素体基体组织,且基体上分布大量弥散合金碳化物粒子、少量位错的组织,氢陷井的数量较多,氢的扩散通道减少,大大减少了钢的吸氢量。
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