高强度X140套管钢断裂韧度与试样厚度的关系
Relation between Fracture Toughness and Sample Thickness of High Strength X140 Casing Steel
摘 要
依据GB/T 4161-2007, 对3种不同厚度的高强度X140套管钢试样的断裂韧度KIQ进行测定, 结合断裂韧度与试样厚度关系的定量模型进行最小二乘法拟合, 得出了材料常数ξ和κ的值, 进而提出X140钢断裂韧度与试样厚度之间的关系式, 计算得到了不同厚度试样的KIC值, 并采用J试验对其进行验证。结果表明: X140钢断裂韧度的计算结果与J试验结果吻合得很好, 断裂韧度随试样厚度的增加而先增大后减小, 最后趋于稳定。
断裂韧度
厚度效应
油井套管
high strength steel
fracture toughness
thickness effect
oil well casing
Abstract
Fracture toughness KIQ of high strength X140 casing steel sample with three different thicknesses was measured according to the national standard GB/T 4161-2007. Based on the theoretical formulas on the relation between fracture toughness and sample thickness, the material constants ξ and κ were got by using least square method. A new analytical formula of fracture toughness, which was related to the sample thickness, was proposed, and the values of KIC of different thickness samples were calculated. J resistance curve test was conducted to verify the accuracy of the new formula. The results show that, for X140 steel, calculated fracture toughness agreed well with the result from J test. With the increase of the thickness,fracture toughness increased at first, then decreased and stabilized finally.
中图分类号 TE22 DOI 10.11973/jxgccl201610021
所属栏目 物理模拟与数值模拟
基金项目 国家自然科学基金资助项目(51374177)
收稿日期 2015/7/13
修改稿日期 2016/7/19
网络出版日期
作者单位点击查看
备注李彬(1990-), 男, 山东禹城人, 硕士研究生。
引用该论文: LI Bin,SHI Tai-he,GUO Xi-shui,REN Jian. Relation between Fracture Toughness and Sample Thickness of High Strength X140 Casing Steel[J]. Materials for mechancial engineering, 2016, 40(10): 94～99
李 彬,施太和,郭西水,任 建. 高强度X140套管钢断裂韧度与试样厚度的关系[J]. 机械工程材料, 2016, 40(10): 94～99
共有人对该论文发表了看法，其中：
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】李昱坤, 卫栋, 杨力能, 等.基于油管和套管失效分析谈产品质量控制［J］.石油工业技术监督, 2013(5): 20-22.
【2】吕拴录, 张福祥, 李元斌, 等.塔里木油气田非API油井管使用情况分析［J］.石油矿场机械, 2009, 38(7): 70-74.
【3】卢小庆, 钟守明, 李建.超深复杂井用超高强度石油套管TP140V的设计开发及应用［J］.钢管, 2011, 40(5): 26-30.
【4】祝效华, 童华, 刘清友, 等.基于故障树的套管失效模糊综合评判分析模型［J］.石油机械, 2004, 32(2): 17-19.
【5】王自强, 陈少华.高等断裂力学［M］.北京: 科学出版社, 2009.
【6】杨继运, 张行.含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论研究［J］.机械强度, 2005, 27(5): 672-680.
【7】杨继运, 张行, 张珉.含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论与应用［J］.机械工程学报, 2005, 41(11): 32-42.
【8】闫鹏帅, 苗张沐, 夏子钰, 等.试样厚度与CTOD临界值的拟合关系式［J］.机械工程材料, 2013, 37(8): 95-97.
【9】王苹, 刘雪松, 王强, 等.A7N01P-T5铝合金断裂韧度的厚度效应［J］.焊接学报, 2013, 34(6): 45-48.
【10】GUO W, DONG H, LU M, et al. The coupled effects of thickness and delamination on cracking resistance of X70 pipeline steel［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2002, 79: 403-412.
【11】杨继运, 张行.材料断裂韧度与试样厚度关系研究［J］.机械强度, 2003, 25(1): 76-80.
【12】张立新, 韩巍, 王伟,等. 《金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法》(GB/T 21143-2007)试验标准的研讨［J］. 工程与试验, 2012, 52(4): 8-10.
【2】吕拴录, 张福祥, 李元斌, 等.塔里木油气田非API油井管使用情况分析［J］.石油矿场机械, 2009, 38(7): 70-74.
【3】卢小庆, 钟守明, 李建.超深复杂井用超高强度石油套管TP140V的设计开发及应用［J］.钢管, 2011, 40(5): 26-30.
【4】祝效华, 童华, 刘清友, 等.基于故障树的套管失效模糊综合评判分析模型［J］.石油机械, 2004, 32(2): 17-19.
【5】王自强, 陈少华.高等断裂力学［M］.北京: 科学出版社, 2009.
【6】杨继运, 张行.含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论研究［J］.机械强度, 2005, 27(5): 672-680.
【7】杨继运, 张行, 张珉.含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论与应用［J］.机械工程学报, 2005, 41(11): 32-42.
【8】闫鹏帅, 苗张沐, 夏子钰, 等.试样厚度与CTOD临界值的拟合关系式［J］.机械工程材料, 2013, 37(8): 95-97.
【9】王苹, 刘雪松, 王强, 等.A7N01P-T5铝合金断裂韧度的厚度效应［J］.焊接学报, 2013, 34(6): 45-48.
【10】GUO W, DONG H, LU M, et al. The coupled effects of thickness and delamination on cracking resistance of X70 pipeline steel［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2002, 79: 403-412.
【11】杨继运, 张行.材料断裂韧度与试样厚度关系研究［J］.机械强度, 2003, 25(1): 76-80.
【12】张立新, 韩巍, 王伟,等. 《金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法》(GB/T 21143-2007)试验标准的研讨［J］. 工程与试验, 2012, 52(4): 8-10.
相关信息
