泵頭體是石油開采設(shè)備上非獨(dú)立的承壓部件,相當(dāng)于高壓容器,其工作環(huán)境惡劣,需要承受高壓、腐蝕介質(zhì)以及疲勞循環(huán)載荷等作用,導(dǎo)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(chǔ)上,將用于對焊接接頭的安全評定標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)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(jìn)行了拉伸和沖擊試驗(yàn),得到材料的基本力學(xué)性能數(shù)據(jù),并從材料的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線得到其真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。根據(jù)裂紋尖端張開位移測試標(biāo)準(zhǔn),考慮實(shí)際情況設(shè)計(jì)并加工了測量裂紋尖端張開位移的三點(diǎn)彎曲試樣,并成功得到材料的載荷和位移曲線,通過計(jì)算得到材料的CTOD值。
其次,考慮到泵頭體的實(shí)際工作環(huán)境,無法對其在工作時(shí)的缸體內(nèi)部的應(yīng)力進(jìn)行實(shí)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(shí)缸體內(nèi)部的應(yīng)力大小,得到最大的峰值應(yīng)力,并用實(shí)際測量外表面的應(yīng)力值對模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,在一定程度上證明了模擬的準(zhǔn)確性。
最后,白云泵業(yè)認(rèn)為可根據(jù)SINTAP和BS7910兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),合理進(jìn)行了評定曲線的計(jì)算和相關(guān)評定參數(shù)的計(jì)算,并將得到的評定點(diǎn)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(biāo),反過來對其實(shí)際使用情況有一定的指導(dǎo)意義。