X100管線鋼埋弧焊用燒結(jié)焊劑研制

管線鋼多絲埋弧焊燒結(jié)焊劑焊接工藝性能研究——對(duì)管線鋼用多絲埋弧焊燒結(jié)焊劑主要組分對(duì)焊接工藝性能的影響規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上研制出一種基于mgo．cafral2o3．sio2．mno．zro2渣系、堿度b在1．2~i．5之間的新型燒結(jié)焊劑。試驗(yàn)表明，該焊劑在多絲埋...

從高強(qiáng)度低合金鋼(hsla)焊縫熔敷金屬中的針狀鐵素體和貝氏體形核機(jī)理出發(fā),選擇mn-ni-mo-cr作為焊絲設(shè)計(jì)的主要合金系,以微合金元素ti,b,ce促進(jìn)針狀鐵素體形核,降低c,si,p,s,n元素的影響,并將碳降至超低碳水平,以適應(yīng)大熱輸入焊接;與此同時(shí)保證mn,mo,cr元素含量以彌補(bǔ)降低碳、硅帶來(lái)的強(qiáng)度損失.在此基礎(chǔ)上加入適量鈦、硼,以免過(guò)量造成針狀鐵素體過(guò)多引起強(qiáng)度不夠或合金元素偏析而引起焊縫韌性下降.另外加入適量cu元素以提高焊縫抗大氣腐蝕性.結(jié)果表明,研制的焊絲匹配sj101—g焊劑,其熔敷金屬顯微組織達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),獲得了以針狀鐵素體和板條貝氏體為主,其間彌散析出少量粒狀貝氏體的焊縫復(fù)合組織.

研制了一種不銹鋼埋弧焊燒結(jié)焊劑,采用caf2-al2o3-casio3焊劑渣系,堿度bⅱw為1.7-2.3。研發(fā)焊劑與h00cr21ni10焊絲匹配,焊接工藝性能良好,施焊過(guò)程電弧穩(wěn)定,脫渣性能良好,焊縫成形美觀。研發(fā)焊劑冶金性能良好,焊縫合金元素?zé)龘p少,雜質(zhì)元素滲入少,具有良好的力學(xué)性能和耐晶間腐蝕性能。

對(duì)x100管線鋼管直縫雙面埋弧焊接頭進(jìn)行了微觀組織、顯微硬度、拉伸及沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:x100管線鋼雙面埋弧焊焊縫金屬的顯微硬度高于母材,熱影響區(qū)的顯微硬度低于母材,焊接接頭存在haz軟化問(wèn)題;橫向焊接接頭的抗拉強(qiáng)度滿足iso3183—2007的要求,抗拉強(qiáng)度值高于母材縱向,但低于母材橫向;埋弧焊焊縫金屬的韌性良好,韌脆轉(zhuǎn)變溫度為-53℃;焊接熱影響區(qū)的韌性較差,韌脆轉(zhuǎn)變溫度約為7℃。

針對(duì)x100管線鋼中出現(xiàn)的的異常偏析帶,利用金相顯微鏡、掃描電鏡及其eds系統(tǒng)等進(jìn)行了組織觀察、線掃描成分分析以及拉伸、沖擊斷口的觀察和夾雜物分析.分析結(jié)果表明,該偏析帶組織為多邊形鐵素體,且出現(xiàn)晶粒大小不一的混晶現(xiàn)象,與周圍板條狀貝氏體基體之間差別較大;偏析帶的碳含量偏低,錳、硅及氧含量偏高,在拉伸及沖擊斷口的厚度中心及一側(cè)的1/4處均有分層現(xiàn)象,在沖擊斷口1/4處觀察到夾雜物帶,部分夾雜物呈片狀,嚴(yán)重惡化了試驗(yàn)鋼的沖擊韌性.

采用熱膨脹法獲取x100管線鋼的cct曲線,并通過(guò)硬度實(shí)驗(yàn),光學(xué)顯微組織觀察,sem組織觀察,tem組織觀察等手段進(jìn)行分析,深入討論了x100管線鋼的cct曲線及其在不同冷卻條件下的相變規(guī)律,研究了x100管線鋼不同冷卻條件下的組織類型及典型特征,為更好的認(rèn)識(shí)x100管線鋼組織-性能之間的關(guān)系和推動(dòng)其工業(yè)應(yīng)用提供重要參考。

對(duì)x100管線鋼的材料分析報(bào)告 x100級(jí)管線鋼的現(xiàn)實(shí)意義 近年來(lái),隨著我國(guó)對(duì)石油、天然氣等能源的需求進(jìn)一步增大,并且伴隨最近鐵礦石價(jià)格的飛 漲,導(dǎo)致管鋼成本的提高.為了減少輸送成本,同時(shí)又不損失石油天然氣的輸送量,開發(fā) x100等級(jí)的高鋼級(jí)管線鋼成為一種必然。ｘ１００管線鋼的應(yīng)用具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，可 使長(zhǎng)距離油氣管線成本節(jié)約５％～１２％(據(jù)加拿大的統(tǒng)計(jì)分析表明,管線鋼每提高一個(gè)鋼 級(jí)可減少建設(shè)成本7%)，主要體現(xiàn)在節(jié)約材料、提高輸送壓力、減小施工量、降低維護(hù)費(fèi)用、 優(yōu)化整體方案等方面,為節(jié)省管線工程的建設(shè)投資、降低運(yùn)輸費(fèi)用,采用高強(qiáng)度等級(jí)的管線 鋼更加經(jīng)濟(jì)合理.隨著國(guó)內(nèi)一系列管道建設(shè)工程的展開,x100的高強(qiáng)度、高韌性帶來(lái)的成 本優(yōu)勢(shì)將促使其大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。目前,世界石油管道的建設(shè)正朝著長(zhǎng)距離、大口徑、高輸 送壓力發(fā)展,

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從《西氣東輸二線管道工程用螺旋縫埋弧焊管技術(shù)條件》(以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)條件》)的要求出發(fā),采用mn-mo-ti-b合金系,成功地研制了一種高韌性x80級(jí)管線鋼用埋弧焊焊絲。試驗(yàn)研究結(jié)果表明:所研制的埋弧焊焊絲與燒結(jié)焊劑f80匹配,在焊接速度為1.65m/min條件下,鋼管焊縫金屬的力學(xué)性能滿足《技術(shù)條件》的要求,可實(shí)現(xiàn)焊縫組織以針狀鐵素體組織為主的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

采用原位拉伸掃描電鏡試驗(yàn)對(duì)x100級(jí)管線鋼的動(dòng)態(tài)塑性形變行為進(jìn)行觀察,并運(yùn)用ebsd微觀取向分析技術(shù)對(duì)形變前后管體組織的取向變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明,x100級(jí)管線鋼的微觀組織由針狀鐵素體、粒狀貝氏體和m/a島組成。在拉伸應(yīng)力的作用下針狀鐵素體首先發(fā)生形變,隨著應(yīng)變的增加,針狀鐵素體形變累積到一定程度后,導(dǎo)致粒狀貝氏體發(fā)生形變。針狀鐵素體邊界和貝氏體基體上的m/a組織釘扎位錯(cuò)使變形不易發(fā)生。由ebsd取向可知,晶體在發(fā)生形變后軋面的{110}晶面方向沿拉伸形變方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由掃描電鏡照片觀察到,在外加應(yīng)力作用下,夾雜物成為微裂紋形核核心并隨著外加應(yīng)力的增加而擴(kuò)展,最后連接,導(dǎo)致裂紋貫穿基體直至失效。

開發(fā)了焊接低溫下使用的18-8型不銹鋼的埋弧焊用燒結(jié)焊劑,渣系為caf2-sio2-mgo-al2o3-cao,屬于中性焊劑。該焊劑具有良好的工藝性能和冶金性能。該焊劑配合焊絲er308l焊接所得熔敷金屬主要為奧氏體和含有不超過(guò)6%的鐵素體,此時(shí)熔敷金屬具有良好的韌性,在-196℃溫度下沖擊功值均在100j以上。

采用焊接熱模擬方法研究了線能量對(duì)x120管線鋼haz韌性的影響,并通過(guò)3種不同成分焊絲與焊劑的匹配試驗(yàn),確定了x120管線鋼的最佳焊材匹配方案。以確定的工藝參數(shù)對(duì)jco成型的x120管線鋼進(jìn)行了焊接實(shí)踐,并對(duì)焊后鋼管的性能進(jìn)行了分析。研究表明,當(dāng)線能量為35kj.cm-1時(shí),x120管線鋼haz具有最高的韌性值;目前現(xiàn)有的焊接材料較難實(shí)現(xiàn)x120管線鋼的過(guò)匹配焊接,應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)x120管線鋼專用焊材;與普通管線鋼具有較佳的彎曲變形能力不同,x120鋼管在8倍壁厚的彎軸直徑下彎曲出現(xiàn)裂紋,這主要是因?yàn)閤120鋼管焊縫cghaz晶粒長(zhǎng)大明顯,組織中m/a數(shù)量多,呈長(zhǎng)條狀分布,導(dǎo)致了x120鋼管焊縫cghaz的脆化。

運(yùn)用彈塑性斷裂理論并結(jié)合有限元數(shù)值分析,定量研究了帶軸向裂紋管線鋼x100的斷裂行為.在j-q雙參數(shù)理論的基礎(chǔ)上,考慮塑性效應(yīng)的影響,引入一個(gè)新參數(shù)βq,建立了j-βq雙參數(shù)斷裂準(zhǔn)則.結(jié)合jr-δa試驗(yàn)結(jié)果,得到x100鋼的斷裂失效曲線,并對(duì)帶軸向內(nèi)、外裂紋管道的臨界壓力值進(jìn)行預(yù)測(cè).計(jì)算結(jié)果表明,外表面裂紋的約束比內(nèi)表面裂紋高,但當(dāng)裂紋a/δ≤0.18時(shí)則情況相反;在裂紋尺寸比較小時(shí)(a/δ≤0.40),裂紋尖端場(chǎng)所受約束較弱,塑性變形比較大,管道以屈服破壞為主,用pcorrc方法確定臨界壓力是偏于安全的;在裂紋尺寸比較大時(shí),約束加強(qiáng),塑性變形比較小,管道以斷裂破壞為主.

埋弧焊燒結(jié)焊劑中mno應(yīng)用的試驗(yàn)分析——通過(guò)對(duì)燒結(jié)焊劑中常用組分mno的物理化學(xué)性質(zhì)的分析，試制了三種燒結(jié)焊劑，并進(jìn)行了接頭組織及力學(xué)性能的對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，燒結(jié)焊劑中加入適量的mno，對(duì)提高焊劑的堿度、增加焊劑還原性、凈化焊縫、改善脫渣、成形等工...

采用h08mnmoa焊絲埋弧焊焊接x80管線鋼.利用掃描電鏡分析焊接接頭微觀組織;采用動(dòng)電位極化和電化學(xué)阻抗法研究了x80管線鋼其焊接接頭在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中的腐蝕行為.結(jié)果表明,在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中,由于顯微組織上的差異,x80鋼母材的耐點(diǎn)蝕性能最好;焊縫在短時(shí)間內(nèi)的耐點(diǎn)蝕性能基本與母材處于同一水平,但長(zhǎng)時(shí)間浸泡后的耐點(diǎn)蝕性能卻比母材要差;熱影響區(qū)的耐點(diǎn)蝕性能最差,且相對(duì)于母材和焊縫的差值較大.

最新研制的管線鋼焊接用bgsj101-g氟堿型燒結(jié)高速焊劑通過(guò)鑒定——最新研制的管線鋼焊接用bgsj101-g氟堿型燒結(jié)高速焊劑通過(guò)鑒定

X70管線鋼冷絲填充埋弧焊焊接工藝

基于雙亞點(diǎn)陣模型,建立x100管線鋼（nbx,ti1-x）（cyn1-y）-aln復(fù)合析出熱力學(xué)模型。熱力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果表明,1450～1100k時(shí),nb析出量顯著增大;1800～1400k時(shí),ti析出速度加快,aln的析出溫度為1450k左右。tem觀察及eds分析結(jié)果顯示,1173k時(shí),有大量細(xì)小（nb,ti）（c,n）的析出物產(chǎn)生,nb與ti的原子比大于4;1373k時(shí),nb與ti的原子比接近1;1523k時(shí),以較大長(zhǎng)條形、方形析出物為主,nb與ti的原子比小于0.43。熱力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果與jmatpro軟件計(jì)算結(jié)果及eds統(tǒng)計(jì)結(jié)果有較好的一致性。

研究了國(guó)產(chǎn)x100鋼級(jí)φ1016mm×15.3mm螺旋縫埋弧焊管采用不同的試樣類型以及在線模擬防腐加熱試驗(yàn)對(duì)鋼管拉伸性能的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),x100鋼級(jí)板狀試樣與圓棒試樣拉伸性能的差異沒(méi)有明顯的規(guī)律性,在線的涂敷加熱試驗(yàn)溫度對(duì)此種焊管拉伸性能的影響比較有限。

寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司經(jīng)過(guò)科研人員的艱苦攻關(guān)和不懈努力,研制成功國(guó)內(nèi)第一根x100鋼級(jí)、直徑1219毫米、壁厚15.3毫米螺旋埋弧焊接鋼管。這標(biāo)志著繼攻克西氣東輸二線高鋼級(jí)、大口徑、大壁厚

在油氣田使用的管線鋼系列中，x120管線鋼由于安全可靠、輸送量大，降低成本等優(yōu)勢(shì)成為現(xiàn)階段的發(fā)展態(tài)勢(shì)。x120管線鋼將會(huì)廣泛應(yīng)用于天然氣管道輸送行業(yè)。x120鋼的典型金相組織為下貝氏體。它研發(fā)中的難點(diǎn)是：

國(guó)產(chǎn)X100鋼級(jí)螺旋埋弧焊管用焊絲試驗(yàn)成功