316L機(jī)械復(fù)合管焊接接頭CO2腐蝕行為研究

在模擬co2腐蝕環(huán)境中,采用高溫高壓釜對(duì)耐蝕合金內(nèi)襯管內(nèi)層不銹鋼焊接接頭的co2腐蝕行為進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,焊接接頭隨著腐蝕溫度的升高,腐蝕產(chǎn)物膜越來越致密,溫度達(dá)到120℃時(shí),有開裂趨勢(shì),所以腐蝕速率隨溫度升高先降低后增加。通過eds分析結(jié)果可知,耐蝕合金內(nèi)襯管內(nèi)層發(fā)生co2腐蝕的產(chǎn)物可能為feco3和cr2o3的混合物。經(jīng)去膜后焊接接頭均勻且較為光亮,沒有局部腐蝕或點(diǎn)蝕特征,焊接接頭co2腐蝕過程均屬于均勻腐蝕。

X70-316L不銹鋼復(fù)合鋼管焊接接頭性能研究

名稱：焊接接頭、法蘭、鍛件a105nf316llf2 、鋼管。雙相不銹鋼、壓力容器、閥門，三通，彎管 地區(qū)：上海 天津 北京 江蘇： 蘇州昆山吳江太倉張家港常熟無錫江陰宜興常州金壇溧陽武進(jìn)南 京麗水南通泰州興化靖江鎮(zhèn)江丹陽 浙江 杭州寧波建德臨安余姚溫州瑞安樂清嘉興平湖永康 蕪湖 山東 濟(jì)南青島淄博東營(yíng)煙臺(tái)濰坊濟(jì)寧泰安威海日照濱州德州 河南 鄭州新鄭洛陽許昌 重慶成都四川宜賓石家莊唐山,秦皇島滄州廊坊，邯鄲 湖北武漢大連新疆喀什 沈陽哈爾濱長(zhǎng)春，營(yíng)口，大慶。遼寧。

針對(duì)l415qb+316l復(fù)合管焊接接頭封焊難以控制,熔合區(qū)易出現(xiàn)裂紋這一問題,利用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡,觀察分析了接頭熔敷金屬和裂紋區(qū)的組織和成分變化,探究了其對(duì)裂紋生成的影響。結(jié)果表明,淬硬組織、氫、異種鋼接頭處的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)導(dǎo)致了裂紋的形成。通過采用多層預(yù)熱、焊后空冷、嚴(yán)格控制層間溫度等工藝措施,增強(qiáng)組織的均勻性,可以有效防止焊縫中的冷裂紋產(chǎn)生。

采用20%co2+80%ar氣體保護(hù)mag焊和焊條電弧焊對(duì)316l不銹鋼進(jìn)行焊接,通過對(duì)焊接接頭進(jìn)行拉伸、彎曲、硬度試驗(yàn)和顯微組織觀察,研究了焊接接頭組織性能。結(jié)果表明,焊條電弧焊接頭的抗拉強(qiáng)度和顯微硬度比mag焊接頭的抗拉強(qiáng)度和顯微硬度高;焊條電弧焊焊縫金屬中δ鐵素體含量比mag焊焊縫金屬中δ鐵素體含量高;mag焊焊縫金屬含有少量的mc型碳化物;拉伸時(shí),焊條電弧焊接頭斷裂在熱影響區(qū),而mag焊接頭斷裂在焊縫中心位置;焊接接頭的彎曲試驗(yàn)均合格。

選用304和308l兩種焊絲作為過渡層焊材對(duì)304/q235復(fù)合管進(jìn)行焊接,采用動(dòng)電位極化曲線掃描和靜態(tài)fecl3溶液浸泡法對(duì)其焊接接頭的耐點(diǎn)蝕性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:經(jīng)酸洗鈍化后,兩種接頭的點(diǎn)蝕坑直徑變小,耐點(diǎn)蝕性均有所提高;自腐蝕電位:308l接頭>304接頭,自腐蝕電流:308l接頭<304接頭;點(diǎn)蝕電位304接頭約-270mv,308l接頭約-230mv,說明308l接頭耐點(diǎn)蝕性能優(yōu)于304接頭,更能滿足工程需要。

20#+316l壓合式非完全復(fù)合管為壓合式,但并非完全的復(fù)合,焊接質(zhì)量要求高,焊接難度大.通過該項(xiàng)焊接技術(shù)在洛陽石化地下管網(wǎng)工程中的成功應(yīng)用,重點(diǎn)介紹了該材料的結(jié)構(gòu)、焊接工藝選擇過程、焊接工藝的確定等.

20~#+316l壓合式非完全復(fù)合管為壓合式,但并非完全的復(fù)合,焊接質(zhì)量要求高,焊接難度大。通過該項(xiàng)焊接技術(shù)在洛陽石化地下管網(wǎng)工程中的成功應(yīng)用,重點(diǎn)介紹了該材料的結(jié)構(gòu)、焊接工藝選擇過程、焊接工藝的確定等。

焊縫金屬是由焊接填充材料和局部母材共同熔化并凝固后而形成的鑄造組織區(qū)域，焊 縫金屬的性能取決于這兩部分材料熔化后的成分和組織。 熔合區(qū)是焊縫金屬邊界上固液兩相交錯(cuò)共存并隨后凝固的部分，是焊縫金屬與熱影響 區(qū)相互過渡的區(qū)域。熔合區(qū)很窄，因此宏觀上又稱為熔合線，但它卻是焊接接頭中最薄弱 的地帶，經(jīng)常出現(xiàn)由于該處的某些缺陷而引起焊接結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。 熱影響區(qū)是緊鄰焊縫金屬的母材受熱作用影響而發(fā)生顯微組織和力學(xué)性能變化的區(qū) 域，其寬度與焊接方法及熱輸入量大小有關(guān)。熱影響區(qū)組織和性能變化又與母材的化學(xué)成 分、焊前熱處理狀態(tài)及焊接熱循環(huán)等因素有關(guān)。 部分母材區(qū)主要是指受焊接熱循環(huán)和熱塑性變形作用而具有較大殘余應(yīng)力的區(qū)域。有 時(shí)將焊接熱影響區(qū)和部分母材區(qū)統(tǒng)稱為近縫區(qū)。 影響焊接接頭性能的主要因素：材質(zhì)方面；力學(xué)方面。(p3) 咬 邊 裂 紋 裂 紋 圖1-2影響焊接接頭性能的主要因素 習(xí)題與思考

不銹鋼一碳鋼復(fù)合鋼管與不銹鋼管的焊接可看作是兩種焊接工藝的組合：即不銹銅與不銹鋼的焊接；不銹鋼與碳鋼的焊接。焊接過程中，復(fù)合管基層和復(fù)合管襯管的封焊屬于異種金屬的焊接；不銹鋼管與復(fù)合管襯管的打底焊屬于同種金屬的焊接；不銹鋼管與復(fù)合管基層的填充焊屬于異種金屬的焊接。由此得知，每種焊接材料和焊接工藝的選擇由復(fù)合管的襯管、基層和不銹鋼的材料決定。

采用雙面焊條電弧焊方法焊接了6mm厚的316l不銹鋼,分析了焊接接頭焊縫區(qū)、熔合區(qū)及熱影響區(qū)的組織并進(jìn)行了顯微硬度測(cè)試。組織分析表明,接頭焊縫區(qū)為等軸晶,組織為奧氏體基體與數(shù)量較多的δ鐵素體,且先焊焊縫較后焊焊縫的晶粒更為細(xì)小;熔合區(qū)與熱影響區(qū)為樹枝狀晶且有聯(lián)生結(jié)晶的特點(diǎn),組織為奧氏體基體+少量δ鐵素體。顯微硬度分布表明,接頭焊縫硬度高于母材硬度,低于熔合線附近的樹枝狀晶硬度。

對(duì)20g內(nèi)襯316l復(fù)合管進(jìn)行了tig焊對(duì)接試驗(yàn),并對(duì)接頭進(jìn)行了拉伸、彎曲、沖擊、壓力測(cè)試以及無損探傷,利用光學(xué)、掃描電子顯微鏡以及化學(xué)分析方法對(duì)接頭組織和主要合金元素的擴(kuò)散進(jìn)行了分析.結(jié)果表明,焊縫分為碳鋼層、碳鋼與過渡層間的擴(kuò)散層、過渡層和不銹鋼層四個(gè)區(qū)域.擴(kuò)散層焊縫組織為馬氏體+殘余奧氏體,過渡層為奧氏體組織,而不銹鋼層則為胞狀樹枝晶.在試驗(yàn)參數(shù)下,接頭各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)良,接頭無缺陷.焊縫根部ni,cr合金元素與焊接材料相比無明顯變化,采用過渡焊絲起到了保持根部焊縫合金元素含量的作用.

大澇壩凝析氣田循環(huán)注氣工程是中石化首家注氣開發(fā)工程,大澇壩2號(hào)構(gòu)造的dlk3,dlk9,dlk12為高壓注氣井,注氣管線設(shè)計(jì)壓力為52mpa;注氣氣源是大澇壩氣田和雅克拉氣田生產(chǎn)的天然氣,氣體中含co2和h2s,其中φ(co2)2.03%~3.28%,φ(h2s)5.12%~11.98%,腐蝕性強(qiáng),注氣管線采用耐腐蝕的x65/316l雙金屬復(fù)合管。從復(fù)合管基管材料、內(nèi)襯層材料及其焊接性能出發(fā),介紹x65/316l雙金屬復(fù)合管焊接工藝及質(zhì)量控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié),使大澇壩循環(huán)注氣管線性能滿足設(shè)計(jì)要求,確保注氣管線后期正常運(yùn)行。

結(jié)合裂紋尖端位移場(chǎng)的分布規(guī)律,討論了熔合線含裂紋焊接接頭的模型復(fù)合因子mp的計(jì)算途徑以及焊接接頭裂紋尖端位移(cod)斷裂參量的分解情況。應(yīng)用有限元方法分析了不同載荷作用下,熔合線含裂紋焊接接頭ⅰ+ⅱ模型復(fù)合裂紋的復(fù)合角φ值,并對(duì)數(shù)值解的結(jié)果進(jìn)行了曲線擬合與線性回歸,得到了模型復(fù)合型非對(duì)稱應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)焊接接頭復(fù)合角的工程計(jì)算途徑。

不銹鋼復(fù)合鋼管與不銹鋼復(fù)合鋼板一樣,既有不銹鋼較強(qiáng)的耐腐蝕性,又有普通鋼的經(jīng)濟(jì)性和承受高溫高壓的強(qiáng)度要求。近年來許多氣田、場(chǎng)站的工藝管網(wǎng)中都有普遍使用。由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式,導(dǎo)致其焊接工藝較復(fù)雜,特別是對(duì)復(fù)合面、過渡層及復(fù)層的焊接質(zhì)量要求很高。本文詳細(xì)分析了不銹鋼復(fù)合材料的焊接性,描述了l485mb+316l大管徑不銹鋼復(fù)合管焊接接頭的坡口形式,并通過焊接工藝評(píng)定確定了焊接工藝參數(shù)。該工藝通過我公司在遼河油田雙六區(qū)塊汽驅(qū)采油及秦皇島——沈陽天然氣管道配套儲(chǔ)氣庫工程中的應(yīng)用,獲得了滿意的焊接質(zhì)量,滿足了設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,為公司今后發(fā)展積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

通過真空高溫浸滲工藝制備了316l不銹鋼/銅異種金屬復(fù)合接頭,對(duì)其坯料進(jìn)行了組織、室溫和低溫力學(xué)性能、冷熱疲勞性能等試驗(yàn)。結(jié)果表明,采用該工藝制備的316l不銹鋼/銅異種金屬復(fù)合接頭具有良好的室溫、低溫性能及優(yōu)異的抗冷熱疲勞性能。

Q345RJ+316L復(fù)合鋼的焊接

試驗(yàn)選用壓力容器常用鋼16mnr作為試驗(yàn)材料,采用機(jī)械振動(dòng)焊接鋼板與常規(guī)埋弧自動(dòng)焊接鋼板對(duì)比試驗(yàn)方法,通過沖擊試驗(yàn)分析研究了機(jī)械振動(dòng)焊接對(duì)沖擊吸收功a_(kv)值的影響。結(jié)果表明,機(jī)械振動(dòng)焊接可提高焊縫及熱影響區(qū)試樣的沖擊吸收功,試樣沖擊吸收功a_(kv)值提高百分率與頻率、振幅(激振力)有關(guān);當(dāng)頻率、振幅(激振力)選取合適時(shí),其提高效果更顯著。試驗(yàn)結(jié)果表明,頻率越高,激振力越大,試樣沖擊吸收功提高百分率越高。而機(jī)械振動(dòng)焊接提高沖擊吸收功a_(kv)的機(jī)理主要是由于機(jī)械振動(dòng)焊接細(xì)化晶粒、減少夾雜物的數(shù)量和尺寸等的作用所致。

本文簡(jiǎn)單的敘述了對(duì)內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管（316l+l360雙金屬復(fù)合管）的認(rèn)識(shí)，從現(xiàn)場(chǎng)成品情況及組對(duì)、焊接等方面對(duì)復(fù)合管做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況總結(jié)了復(fù)合管施工應(yīng)注意的幾個(gè)事項(xiàng)。

1 316l焊接工藝要點(diǎn) 一、焊前準(zhǔn)備 1、鋼材表面避免碰撞或摩擦損傷，劃線下料時(shí)不要打沖眼和不用劃針，以 免損害耐蝕性。 2、應(yīng)盡可能用機(jī)械加工或等離子切割下料、開坡口，避免使用碳弧切割或 加工坡口。 3、坡口加工要光整沒有毛刺、凹坑，如有此類缺陷需用砂輪打磨平滑。坡 口邊緣兩側(cè)各25mm范圍內(nèi)拋光表面呈銀白色，焊前用丙酮擦洗。 4、采用電弧焊施焊時(shí)，操作前在離坡口兩側(cè)各15mm涂上寬度為250mm左 右的白堊粉，避免飛濺沾在板面上。 5、電弧焊時(shí)采用的a022、a042電焊條使用前必須經(jīng)250℃的溫度烘焙1小 時(shí)。 6、焊接電纜卡頭在工件上要卡緊，以免發(fā)生打弧或過燒現(xiàn)象。 7、不銹鋼的組裝矯正不得用鐵錘敲擊。 8、這臺(tái)設(shè)備圖紙上有很多焊接接點(diǎn)符號(hào)，需要焊工在施焊前切實(shí)了解掌 握，不得隨便施焊。 二、焊接 1、禁止隨處任意打弧，打弧要在坡口內(nèi)。 2、對(duì)接焊縫可先用鎢極氬弧

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焊接接頭組織 電弧焊接時(shí)，焊接電弧使焊件局部加熱和熔化，同時(shí)加入填充金屬(焊條或焊 絲)，形成金屬熔池，并不斷把熱量傳給周圍冷的母材金屬。當(dāng)電弧移開后，熔 池的溫度迅速降低，熔池中液體金屬凝固成焊縫。由于熱傳導(dǎo)的作用，母材將受 到不同程度的加熱和冷卻，相當(dāng)于進(jìn)行了一次熱處理，使其組織和性能發(fā)生了變 化，這部分金屬所占的區(qū)域就稱為焊縫的熱影響區(qū)。焊接接頭是焊縫和熱影響區(qū) 的總稱。 由于電弧對(duì)焊接接頭的加熱是不均勻的，焊縫區(qū)溫度達(dá)到金屬的熔化溫度， 而在整個(gè)熱影響區(qū)中，離焊縫越近溫度就越高。因此，在焊接接頭組織中不僅組 織和性能都不均勻，而且在焊縫和熱影響區(qū)中還容易產(chǎn)生各種焊接缺陷，存在焊 接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中。焊接接頭組織和性能與焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式 等因素有關(guān)，并直接影響焊接結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。 熱影響區(qū)某點(diǎn)加熱的最高溫度、高溫停留時(shí)間及冷卻速度