X80鋼管焊接接頭斷裂韌性試驗分析

根據(jù)英國標準bs7448,對uoe直縫埋弧焊管不同鋼級管線鋼焊接接頭進行裂紋尖端張開位移（ctod）斷裂韌度測試。結(jié)合加拿大標準csaz662-07及挪威船級社規(guī)范ndv-os-f101,在試樣形式選擇、缺口取樣方向、后期金相檢驗等方面對斷裂韌性評定方法加以完善。試驗結(jié)果表明x70、x65級管線鋼均具有良好韌性,符合規(guī)范ndv-os-f101的要求。x70級管線鋼焊接接頭各區(qū)域韌性分布規(guī)律為：母材性能最好,焊縫次之,熱影響區(qū)（haz）相對較差。x65級管線鋼其haz的韌性優(yōu)于母材和焊縫。其原因是：x65級鋼母材含有一定氣孔、夾雜,斷口出現(xiàn)分層裂紋,導(dǎo)致ctod結(jié)果分散性大。另外,x65焊縫組織為混晶組織分布不均,含有大量m-a脆性組織物,導(dǎo)致韌性下降。該評定結(jié)果為海底管線鋼制造工藝改進提供了依據(jù),也為海洋工程結(jié)構(gòu)安全性評估奠定了基礎(chǔ)。

通過分別對2.25cr-1mo鋼窄間隙焊焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區(qū)的四組“柔度”法測試的“δ_(r)-曲線”和多試法測試的結(jié)果比較。證明了“柔度”法測試焊接接頭斷裂韌性的可靠性;探討了在測試接頭“δ_r-曲線”試驗過程中,開始停機點和加載范圍的選取及裂紋擴展量的測定。進而使“柔度”法可在工程應(yīng)用中單獨測試鋼材及其接頭的斷裂韌性。

采用裂紋尖端張開位移(ctod)測試技術(shù)和金相顯微組織分析,設(shè)計2種三點彎曲試樣,測試了x70管線鋼埋弧焊焊接接頭低溫-10℃的斷裂韌性,比較接頭焊縫、熱影響不同區(qū)域金屬斷裂韌性,分析組織結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示,焊縫中心金屬性能均勻,裂紋尖端張開位移平均值為0.346mm,斷裂韌性小于熱影響區(qū)穩(wěn)定裂紋擴展的ctod值。熱影響區(qū)組織不均勻,包括穩(wěn)定裂紋擴展和中途失穩(wěn)斷裂,出現(xiàn)不同特征的ctod值。熱影響細晶區(qū)組織為細小的多邊形鐵素體和珠光體,在-10℃環(huán)境下仍有良好的低溫韌性。熱影響粗晶區(qū)組織主要是板條狀貝氏體和粒狀貝氏體,而且晶粒尺寸粗大,該區(qū)域在-10℃時容易失穩(wěn)斷裂,呈現(xiàn)低溫脆性。

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鋼母材的耐點蝕性能最好;焊縫在短時間內(nèi)的耐點蝕性能基本與母材處于同一水平,但長時間浸泡后的耐點蝕性能卻比母材要差;熱影響區(qū)的耐點蝕性能最差,且相對于母材和焊縫的差值較大.

異種鋼焊接的稀釋率對焊接質(zhì)量有影響,通過焊縫的稀釋率與接頭坡口形式、焊接工藝關(guān)系試驗與分析,采用試驗推薦的坡口形式及焊接參數(shù)可將焊縫稀釋率控制在所要求的范圍內(nèi)。

在力學(xué)性能測試的基礎(chǔ)上,應(yīng)用英國標準協(xié)會bs7910—2005標準對兩種不同焊接工藝下的nb-crx80管線鋼焊接接頭含裂紋型缺陷的失效評定進行了研究。結(jié)果表明,同一焊縫二級評定中,由于2b級評定相對于2a級采用了真應(yīng)力-真應(yīng)變數(shù)據(jù),因而更能反映所評定材料的抗斷裂性能。對于相同尺寸的表面裂紋和埋藏裂紋,表面裂紋的危險性要大于埋藏裂紋;對于埋藏裂紋,其在焊接接頭中的位置影響評定結(jié)果,距離表面越近,其危險性越大。當環(huán)焊縫接頭存在尺寸為3.2mm×1mm的裂紋時,各評定點均在評定曲線可接受范圍內(nèi),表明焊接接頭的結(jié)構(gòu)是安全的。

焊接接頭的彎曲試驗有縱向彎曲、橫向彎曲和側(cè)面彎曲,本文僅討論試件在常溫下的縱向彎曲試驗,或稱冷彎試驗。影響冷彎試驗的參數(shù)有彎軸直徑d、試件厚度a、彎軸直徑與試件厚度的比值n、冷彎角α。冷彎試驗參數(shù)決定了焊接接頭冷彎檢驗的嚴格程度,應(yīng)按照焊接產(chǎn)品的不同技術(shù)要求,選擇合適的參數(shù)。

采用表面機械研磨(smat)技術(shù)對x80管線鋼的焊接接頭進行了表面自身納米化處理,利用金相顯微鏡(om)、透射電子顯微鏡(tem)和x射線衍射技術(shù)(xrd)研究了表面自身納米化處理后試樣表面微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:經(jīng)smat處理后,可以在x80管線鋼的焊接接頭表面形成一定厚度的等軸、取向隨機的納米晶粒;隨距處理表面深度的增加,晶粒尺寸逐漸增大;smat處理時間的進一步延長對表層晶粒尺寸影響不大;smat處理可以實現(xiàn)x80管線鋼的焊接接頭組織的連續(xù)化和均勻化。

基于ni與丁二酮肟的顯色反應(yīng),建立了光度法測定x80鋼管件焊接接頭樣品中ni的分析方法。采用鹽酸-硝酸混合酸溶解試樣,以酒石酸鈉掩蔽鐵,在氫氧化鈉強堿性介質(zhì)中,以過硫酸銨為氧化劑,ni與丁二酮肟生成酒紅色絡(luò)合物進行吸光度測定。當ni的質(zhì)量分數(shù)為0.11%~2.13%時,吸光度與ni的質(zhì)量分數(shù)成線性關(guān)系。采用不同ni含量的標鋼溶液建立的工作曲線更接近于真實樣品,結(jié)果表明,該方法準確、簡便、成本低,具有一定實用和推廣價值。測定了x80鋼三通及彎頭焊接接頭中的ni含量,結(jié)果滿意。

本文對羊湖水電站現(xiàn)場焊接壓力鋼管試件的接頭韌性進行了試驗研究,分析了焊接接頭韌性分布規(guī)律及影響因素。

焊接接頭拉伸試驗 原理 拉伸試驗按gb/t228進行(zhòng)n除非另有規(guī)定，試驗應(yīng)在環(huán)境溫度為23℃±5℃條件下進行。 樣品制備 取樣位置 試樣應(yīng)從焊接接頭垂直于焊縫軸線方向截取，試樣加工完成后，焊縫的軸線 應(yīng)位于試樣平行長度部分的中間，對小直徑管試樣可采用整管。相關(guān)標準或協(xié)議 未做特殊規(guī)定時，“小直徑管”是指外徑小于或等于18mm的管子。 標記 每個試件應(yīng)做標記以便識別其他產(chǎn)品或接頭中取出的位置。 如果相關(guān)標準有要求，應(yīng)標記機加工方向。 每個試樣應(yīng)做標記以便識別其在試件中的準確位置。 熱處理及/或時效 焊接接頭或試樣一般不進行熱處理，但相關(guān)標準標準規(guī)定或允許被試驗的焊 接接頭進行熱處理除外，這時應(yīng)在試驗報告中詳細記錄熱處理的參數(shù)。對于會產(chǎn) 生自然時效的鋁合金，應(yīng)記錄焊接至開始試驗的間隔時間。 取樣 一般要求 取樣所采用的機械加工方法或加工方法不得對試樣性能產(chǎn)生影響。 鋼

通過拉伸試驗分析了x80管線鋼母材及其焊接接頭拉伸性能,采用掃描電鏡及其能譜分析儀觀察了上述材料的斷口形貌與化學(xué)成分,并對其斷裂行為進行了研究.結(jié)果表明:母材延伸率和斷面收縮率大于焊接接頭,母材為韌性斷口,而焊接接頭為出現(xiàn)分層現(xiàn)象的韌斷+脆斷斷口;母材纖維區(qū)面積及韌窩尺寸均大于焊接接頭,母材放射區(qū)形貌為韌窩結(jié)構(gòu),而焊接接頭為解理形貌,母材與焊接接頭的剪切唇區(qū)均為解理形貌;焊接接頭中夾雜物以硫化物和氧化物為主,是焊接接頭力學(xué)性能降低的重要因素.

等級 電話 彎心 直徑 （mm） 彎曲 角度 （°） 判定 備 注 審核 抗拉強度 （mpa） 實測值 抗拉強度 （mpa） 端口位置及判(zhòng)n定（mm） 拉伸試驗 冷彎試驗質(zhì)量指標 樣品數(shù)量 試驗編號 工作令號 委托單位 見證單位 c10-12 鋼筋焊接接頭試驗報告 □□□□□□□□□ 試件名稱 工程名稱 報告編號 工程部位 鋼筋規(guī)格 焊接操作人 試 件 編 號 年月日 檢驗依據(jù) 委托項目 檢驗單位 樣品狀態(tài) 公稱 直徑 （mm ） 公稱面 積 （mm2 ） 委托日期 （檢測專用章） 簽發(fā)日期：年月日 送樣人 見證人/證號 鋼筋牌號 焊接方法 施焊證號 代表批量 檢 驗 結(jié) 論 批準主檢 12

回顧了管線裂紋止裂研究的成果,通過實物試驗分析表明,20世紀70年代的止裂公式在確定高韌性管線的止裂行為上已偏于危險。結(jié)合西氣東輸二線工程工況,提出了斷裂韌性指標確定的原則和基本要求。根據(jù)不同標準對延性止裂的論述,通過止裂韌性研究,確定了西氣東輸二線用管止裂所需的韌性指標。

個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用 1/1 鋼管樁焊接接頭 采用焊接的方法 (1> 管端的浮銹，油污等臟物必須清除，潮濕處應(yīng)烘干，管徑經(jīng)錘打后如有變形，應(yīng)整修合格 。 (2>焊接時應(yīng)校正垂直度，間隙應(yīng)為2-4mm。 (3>焊絲使用前應(yīng)經(jīng)200～300℃烘干2h，并存放在烘箱內(nèi)，維持恒溫150℃。 (4>鋼管樁應(yīng)采用多層焊，每層焊縫的接頭應(yīng)錯開，焊渣應(yīng)清除。 (5> 當風(fēng)速大于10m/s或氣溫低于0℃及雨雪天氣，樁管潮濕又無措施保證質(zhì)量時，不得施焊。 (6>每個接頭焊接完畢,應(yīng)冷卻1min后，方可繼續(xù)錘擊。

個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用 1/1 鋼管樁焊接接頭 采用焊接的方法 (1> 管端的浮銹，油污等臟物必須清除，潮濕處應(yīng)烘干，管徑經(jīng)錘打后如有變形，應(yīng)整修合格 。 (2>焊接時應(yīng)校正垂直度，間隙應(yīng)為2-4mm。 (3>焊絲使用前應(yīng)經(jīng)200～300℃烘干2h，并存放在烘箱內(nèi)，維持恒溫150℃。 (4>鋼管樁應(yīng)采用多層焊，每層焊縫的接頭應(yīng)錯開，焊渣應(yīng)清除。 (5> 當風(fēng)速大于10m/s或氣溫低于0℃及雨雪天氣，樁管潮濕又無措施保證質(zhì)量時，不得施焊。 (6>每個接頭焊接完畢,應(yīng)冷卻1min后，方可繼續(xù)錘擊。

檢驗及分析評價了寶鋼產(chǎn)sa-213t92鋼高壓鍋爐管的焊接工藝性能及焊接接頭性能,對t92鋼焊接接頭掛管電廠鍋爐實爐運行考驗,并對服役1年的t92鋼焊接接頭進行了高溫持久強度試驗及評價。結(jié)果表明,寶鋼t92高壓鍋爐管焊接工藝性能及接頭性能各項技術(shù)指標均符合dl/t868—2004標準要求,實爐運行業(yè)績良好,服役1年的t92管焊接接頭高溫持久強度總體仍達到或超過gb5310—2008、en10216—2007標準要求。

x80鋼屬于針狀鐵素體(貝氏體)超純凈、超低碳型管線鋼,碳含量在0.02~0.05%,硫含量不大于0.05%,由于含碳量較低,所以其淬硬傾向不大,但由于鋼材的強度級別較高,在焊接時具有一定應(yīng)力,因此,需要采取預(yù)熱處理。正確選取焊接材料等措施來防止冷裂紋的產(chǎn)生,并且采用高匹配進行焊接,使焊縫具有更高的韌性以防止缺陷。

試驗表9 委托單位：試驗委托人：來樣日期： 工程名稱： 鋼材總類：級別及規(guī)格： 產(chǎn)地： 焊條型號：操作人： 彎心直徑 （mm）角度評定 結(jié)論： 負責(zé)人：計算：試驗： 報告日期： 一、力學(xué)試驗結(jié)果： 試驗編號： 原材料試驗編號： 審核： 鋼筋焊接接頭試驗報告 試件 編號 部位： 牌號： 冷彎試驗 斷裂特征及位 置（mm） 極限強度 （n∕m）規(guī)格 橫截面積 （m）備注 焊接類型： 試件代表數(shù)量： 試驗日期：

試件代表數(shù)量: 計算:試驗: 試驗委托人: 廠別： 橫截面積 (mm2) 極限強度 （mpa） 斷裂位置 及特征 （mm） 焊條型號：操作人： 直徑 （mm） 試驗日期： 原材試驗編號： 工程名稱:部位： 來樣日期： 焊接類型： 鋼筋焊接接頭試驗報告 鋼筋種類:級別及規(guī)格: 試驗表9 試件編號 委托單位: 負責(zé)人:審核: 報告日期:年　　月　　日 試驗編號： 牌號: 結(jié)論： 冷彎 備注彎心 直徑 （mm） 角度評定

試驗： 報告日期：年月日 結(jié)論： 負責(zé)人：審核：計算： 評定 試件 編號 規(guī)格 橫截面積極限強度 斷裂特征 及位置 （mm） 冷彎 備注 彎心直徑 （mm） 角度 焊條型號：操作人：試驗日期： 年月日 產(chǎn)地：焊接類型： 試件代表數(shù)量：原材試驗編號： 工程名稱： 畢節(jié)雙山新區(qū)職教園區(qū)路網(wǎng)工程三號路 部位： 鋼材種類：級別及規(guī)格：牌號： 委托單位：試驗委托人：來樣日期： 年月日 鋼筋焊接接頭試驗報告 試驗表9 試驗編號： 001

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