一，导言

石油和天然气管道是一条能源供应线。生产线上的紧急切断阀是一种全焊接阀体球阀，需要30年以上的免维护使用寿命。但是，从北极圈到赤道，从高原到海底，从沙漠到荒地，以及通过地震带，沼泽地，冻土层，河流，湖泊和山坡的服务条件非常糟糕：安装，地下埋葬在野外，没有人操作和维护很困难。管道内部压力和外部荷载，如地面沉降，泥石流和地震，管道温度应力，地下水潜在腐蚀和应力腐蚀。

全焊接球阀阀体的焊接接头通常设计用于窄间隙厚壁埋弧焊，如Class 600,20英寸球阀，焊接壁厚44 mm，C1ass900,48英寸球阀和焊接壁厚度为140毫米。用于大厚度管状焊接接头。厚壁多层焊接过程是金属材料反复加热和冷却的过程，导致焊接接头结构的不均匀和质量下降，导致较高的残余应力和甚至焊接缺陷。焊接是产品组装后的最后一道工序。阀腔内有非金属密封材料橡胶和聚乙烯。四氟乙烯塑料不能进行焊后热处理。

另外，在阀体焊接接头的设计中，焊缝根部有一个环形装配间隙用于对齐和定位。这种差距造成的应力集中是内部压力和外部载荷下正常干燥工作应力的几倍。也使工程师难以处理。

因此，阀体焊接接头的应力集中，残余应力和根部间隙组织不良成为阀体结构的薄弱环节，引起国内外阀门界的关注，但尚未见相关报道发现解决这个问题。该产品存在结构完整性的隐患。

据美国在20世纪90年代的统计，焊接接头的失败导致经济损失达到国民经济的5％。在金属材料焊接结构的大量故障中，分析结果表明焊接接头的大部分故障是由于金属材料的韧性不足造成的。接合处的金属材料在焊接过程中迅速熔化并迅速凝固，由于周围金属的结合力而产生残余金属应力。金属材料反复经历熔化 - 凝固相变过程以形成大的柱状晶粒。 ，并产生沉淀，夹杂物，孔隙和微裂纹等缺陷，使材料早期形成明显减少。 由于干事故的复杂性，由于某种原因很难预测结构的失效，但从统计的角度来看，焊接结构的大部分损坏是由于干材料的韧性不足以及疲劳 微小缺陷造成的裂纹。 不断扩大造成的。