泵頭體是石油開采設備上非獨立的承壓部件,相當于高壓容器,其工作環(huán)境惡劣,需要承受高壓、腐蝕介質以及疲勞循環(huán)載荷等作用,導致其在使用過程中會產(chǎn)生裂紋而失效,因此白云泵業(yè)到對其安全性評估非常重要。
在對泵頭體材料的斷裂韌性研究的基礎上,將用于對焊接接頭的安全評定標準運用到對材料的性能安全評定中。
首先,在常溫和低溫下分別對材料進行了拉伸和沖擊試驗,得到材料的基本力學性能數(shù)據(jù),并從材料的工程應力應變曲線得到其真實應力應變曲線。根據(jù)裂紋尖端張開位移測試標準,考慮實際情況設計并加工了測量裂紋尖端張開位移的三點彎曲試樣,并成功得到材料的載荷和位移曲線,通過計算得到材料的CTOD值。
其次,考慮到泵頭體的實際工作環(huán)境,無法對其在工作時的缸體內部的應力進行實際測量。通過目前最常用的數(shù)值模擬方法,用ANSYS件模擬其在最大工作載荷工作時缸體內部的應力大小,得到最大的峰值應力,并用實際測量外表面的應力值對模擬結果進行了驗證,在一定程度上證明了模擬的準確性。
最后,白云泵業(yè)認為可根據(jù)SINTAP和BS7910兩個標準,合理進行了評定曲線的計算和相關評定參數(shù)的計算,并將得到的評定點帶入到安全評定圖中,得到材料在常溫下所能承受的裂紋的最大尺寸值。這在一定程度上為工廠提供了該種材料的抗開裂性性能指標,反過來對其實際使用情況有一定的指導意義。