【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气储运，具体为一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法。
技术介绍
1、对于在酸性气田或处于昼夜温差较大地区的气田服役的高压容器来说，其会受到渗氢、热胀冷缩、疲劳等因素的影响，结合累积损伤和材料渐进损伤理论，上述因素容易会对这类高压容器的焊缝造成微损伤诱导裂纹扩展，从而给该类气田的高效安全开发带来了安全隐患。
2、依据“合于使用”和“最弱环”原则，准确判别含焊缝裂纹缺陷在役压力容器在规定的使用工况条件下能否继续安全使用，是确保压力容器安全运行的本质要求，也是工程需要。评估结果太保守会造成频繁维修、更换，既影响气田正常生产又造成经济损失；评估结果太大胆，任其存在又留下了安全隐患。含酸性气体压力容器制造成本更高，从而对最大限度的经济开发提出了更高要求。因此，如何提升对处于上述环境中的高压容器的安全评定精度一直是困扰该类气田高效安全开发的技术瓶颈。
3、微损伤是结构中存在的微米到纳米级别的损伤，包括结晶缺陷、材料性能退化及微米级裂纹等。微损伤诱导的裂纹由萌生到失效要经过启裂、稳态扩展、失稳扩展3个阶段，裂纹尖端应力强度因子k＞kic（断裂判据）时裂纹扩展，进而引发断裂失效。针对含裂纹缺陷高压容器面临的安全隐患，现有的研究成果丰硕，但现有的对微损伤诱导裂纹扩展动力学机理的研究基本是针对某一类金属材料，或者某个特定变形阶段提出的，无法普遍适用，现提出一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，旨在获得大跨度交变温差及渗氢耦合作用下微损伤下焊缝力学性能参数分布规律，为后续的高压容
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、鉴于上述问题，本专利技术提出的技术方案是：
3、一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，包括以下步骤：
4、步骤一：建立大跨度温差工况模拟试验台；
5、步骤二：基于步骤一所述的大跨度温差工况模拟试验台，并结合纳米压痕和不同角度下的力学拉伸实验，进行多尺度力学实验，研究大跨度交变温差下焊缝微观结构的应力－应变曲线的演化，建立基于多因素耦合的大跨度交变温差下焊缝微观结构的局部弹塑性模型；
6、步骤三：通过步骤二得到的大跨度交变温差下焊缝微观结构的局部弹塑性模型与裂缝尖端附近的诱导应力场协同动力学模型的建立和求解，分析运行压力、温差及渗氢波动对其结构微损伤的影响规律；
7、步骤四：结合步骤三得到的运行压力、温差及渗氢等波动对其结构微损伤的影响规律，确定高压容器焊缝微损伤－时间历程关系；
8、步骤五：对步骤四得到的微损伤－时间历程关系进行压缩，分析大跨度交变温差下焊缝微损伤诱导裂纹的尖端微观结构弹塑性力学行为，给出主控因素和变化规律。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤一中的大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机，所述疲劳试压机的工作腔分为低温区和高温区，所述疲劳试压机的外侧罩有氮气保护外壳，所述氮气保护壳连通有氮气排放口，所述大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机还包括酸性气体罐、恒温恒压气体缓冲罐、一对再热器、液氮罐、汽化器，所述液氮罐内储存有液氮，所述液氮罐和所述汽化器连接，其中一个所述再热器和所述汽化器连接，同时通过调节阀1和所述氮气保护外壳连接、通过调节阀2和所述恒温恒压气体缓冲罐连接，所述液氮罐通过调节阀3和所述恒温恒压气体缓冲罐连接，所述恒温恒压气体缓冲罐通过调节阀5和所述低温区连接。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述酸性气体罐内储存有酸性气体，另一个所述再热器和所述酸性气体罐连接，并通过调节阀4和所述恒温恒压气体缓冲罐连接，所述恒温恒压气体缓冲罐通过调节阀6和所述高温区连接。
11、具体的，氮气排放口处安装了电磁阀，用于控制氮气保护壳内氮气的排放，恒温恒压气体缓冲罐与调节阀2、调节阀3、调节阀4之间设置温度控制回路，以控制恒温恒压气体缓冲罐内的温度，而氮气保护壳和调节阀1之间也设置温度控制回路，以控制氮气保护壳内的温度，恒温恒压气体缓冲罐、氮气保护壳、一对再热器、汽化器、酸性气体罐、液氮罐之间均通过管道连接，调节阀1、调节阀2、调节阀3、调节阀4、调节阀5、调节阀6均安装在管道上。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤二中的纳米压痕通过纳米压痕测试仪测得，所述步骤二中的力学拉伸实验由拉伸试验机完成。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，能够得到大跨度温差下焊缝基体中单个晶粒的正交各向异性弹性参数和晶体塑性参数，并结合材料力学理论，建立晶体塑性模型，预测大跨度温差下焊缝各向异性屈服准则，并与不同角度下的实际拉伸曲线对比，完成模型修正，从而获得大跨度交变温差及渗氢耦合作用下微损伤下焊缝力学性能参数分布规律，为后续的高压容器焊缝裂纹扩展及剩余强度评估提供动力学机理。
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1.一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，其特征在于，所述步骤一中的大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机，所述疲劳试压机的工作腔分为低温区和高温区，所述疲劳试压机的外侧罩有氮气保护外壳，所述氮气保护壳连通有氮气排放口，所述大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机还包括酸性气体罐、恒温恒压气体缓冲罐、一对再热器、液氮罐、汽化器，所述液氮罐内储存有液氮，所述液氮罐和所述汽化器连接，其中一个所述再热器和所述汽化器连接，同时通过调节阀1和所述氮气保护外壳连接、通过调节阀2和所述恒温恒压气体缓冲罐连接，所述液氮罐通过调节阀3和所述恒温恒压气体缓冲罐连接，所述恒温恒压气体缓冲罐通过调节阀5和所述低温区连接。
3.根据权利要求2所述的一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，其特征在于，所述酸性气体罐内储存有酸性气体，另一个所述再热器和所述酸性气体罐连接，并通过调节阀4和所述恒温恒压气体缓冲罐连接，所述恒温恒压气体缓冲罐通过调节阀6和所述
4.根据权利要求1所述的一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，其特征在于，所述步骤二中的纳米压痕通过纳米压痕测试仪测得，所述步骤二中的力学拉伸实验由拉伸试验机完成。
...【技术特征摘要】
1.一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大跨度温差下焊缝微观结构的弹塑性力学行为研究方法，其特征在于，所述步骤一中的大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机，所述疲劳试压机的工作腔分为低温区和高温区，所述疲劳试压机的外侧罩有氮气保护外壳，所述氮气保护壳连通有氮气排放口，所述大跨度温差工况模拟试验台包括疲劳试验机还包括酸性气体罐、恒温恒压气体缓冲罐、一对再热器、液氮罐、汽化器，所述液氮罐内储存有液氮，所述液氮罐和所述汽化器连接，其中一个所述再热器和所述汽化器连接，同时通过调节阀1和所述氮气保护外壳连接、通过调节阀...
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