南平支撑用管批发
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产品描述

疲劳性能
按GB/T 3075—2008《金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法》,在PLG-200型疲劳试验机和系列对称拉压载荷(应力比R=-1)、相近频率、大循环次数1×107的条件下,测试和评价了该X80钢级桩腿支撑管的疲劳性能。X80钢级桩腿支撑管的疲劳性能试验数据结果表明,当应力幅值S为384 MPa,试样在循环周次未达到1×107时已失效;当S降低至369MPa,试样在循环周次达到1×107时均未失效。因这两组试验的应力幅值差小于其中未失效试样应力一般高强结构钢的疲劳极限比(σ-1/Rm)通常在0.3~0.5,而X80钢级桩腿支撑管的疲劳极限比较高,达到0.54;因此,X80钢级桩腿支撑管材料具有优异的疲劳性能。
根据疲劳断口形貌,认为X80钢级桩腿支撑管具有优异疲劳性能的原因是:
(1)X80钢级桩腿支撑管用钢的纯净度高,夹杂物含量很少,第二相粒子细小,疲劳裂纹难以萌生;
(2)X80钢级桩腿支撑管的晶粒细小,晶界数量多,对疲劳裂纹在阶段的扩展具有明显的阻碍作用。
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低温韧性
韧脆转变温度FATT决定了钢的低温性能,是衡量钢脆性转变的重要指标,其大小直接影响了钢的使用范围。X80钢级桩腿支撑管的韧脆转变温度低于-80℃。这与其钢种成分设计有关:较低的碳含量有利于减少M/A组元脆性相的数量;添加的Ni元素有利于提高低温韧性;Nb和Ti元素有利于提高强韧性。此外,淬火+高温回火的热处理工艺可以细化组织。上述工艺也使得该钢管公司生产的X80钢级桩腿支撑管具有较低的韧脆转变温度,可用于更低温度环境,且安全性更好。
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耐火性能
海洋平台用支撑管还可能在油池火焰、喷射火焰或意外火灾引起的高温环境服役,材料的强度损失可能造成桩腿的局部或全部坍塌。因此,结构管在短时(1~3h)高温条件下能够保持较高的强度,足以使人员全部撤离,是一项重要的安全技术指标。耐火设计时,基于火灾发生时钢材中热传导和热变形过程的解析,一般将耐火钢的耐火温度定在600℃,且耐火钢应符合600℃。高温强度Rp600 ℃不低于室温强度Rp的2/3。
即Rp600 ℃≥2/3Rp,或强度系数SF=Rp600 ℃/Rp≥2/3。参照GB/T 4338—2006《金属材料 高温拉伸试验方法》,X80钢级桩腿支撑管的屈服强度和强度系数随环境温度的升高而降低,但该钢在温度为100~600 ℃的高温强度不低于室温强度的2/3,即强度系数不低于2/3;特别是在600 ℃的环境温度下强度系数达到0.70,高于耐火钢的相关技术要求。因此,X80钢级桩腿支撑管材料具有优异的耐火性能。
X80钢级桩腿支撑管的耐火机理是:该桩腿支撑管材料采用Mo-Nb-V的合金化设计,且实际上将Mo、Nb和V的含量分别控制在0.20%、0.04%和0.08%的水平;与普通耐火钢相比,X80钢的Mo含量相当,但Nb和V的总含量是前者的2~3倍,从而在该钢高温拉伸断口附近观察到数量更多的(Nb,V)(C,N)粒子。
在位错上析出的细小粒子发挥钉扎作用,明显推迟了位错在高温下的回复;在铁素体边界上析出的细小粒子阻止了铁素体的回复。因此,X80钢级桩腿支撑管的高温强度显著提高。
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防撞性能
海洋平台用桩腿支撑管在服役过程中可能会遭受油轮和工程船的意外撞击。据测算,船舶撞击时,桩腿支撑管承受速率在10-2~10s-1的变形。因此,采用拉伸试验,通过测试动态拉伸性能,评价X80钢级桩腿支撑管材料的防撞性能。试验结果表明:拉伸应变速率为0.002~5s-1时,随应变速率增加,X80钢级桩腿支撑管的屈服强度、抗拉强度、应变强度(Rp2和Rp5)提高,断后伸长率下降;此外,屈服强度和拉抗强度分别为612~670 MPa和695~790 MPa,仍符合标准规定的要求。因此,X80钢级桩腿支撑管材料具有良好的防撞性能。
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