内压与焊接残余应力共同作用下高温管道蠕变有限元分析

摘要

利用大型有限元分析软件Abaqus的多次顺次耦合功能，先对P91钢高温主蒸汽管道焊接接头焊态和焊后热处理状态进行残余应力分析，然后采用Norton蠕变本构关系，根据P91耐热钢在625℃下焊缝、热影响区和母材的不同蠕变参数，对内压以及内压与热处理后残余应力共同作用下的接头蠕变进行有限元分析，分别得到了焊接残余应力和焊后热处理残余应力的分布规律，同时预测了在高温环境下服役10^5h后蠕变应变分布。结果表明，由于高温管道的壁厚以及约束等影响，焊后产生了较大的焊接残余应力，通过焊后热处理可以有效地降低焊接残余应力。但由于热处理残余应力的存在，仍对高温管道焊接接头的蠕变有较大影响，并且在焊缝与热影响区的交界处存在着较大的蠕变应变。