X80級(jí)海洋隔水管埋弧焊接頭CTOD試驗(yàn)

根據(jù)gb/t2358-1994標(biāo)準(zhǔn),對(duì)16mm厚的高強(qiáng)船體鋼焊接接頭的焊縫中心-40℃的裂紋尖端張開位移(ctod)進(jìn)行測試,絕大部分試樣的斷裂韌性值是有效合格的,其ctod值大于0.15mm,符合dnv驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在給定的雙絲埋弧焊接工藝下,該鋼種焊縫低溫韌性好。該鋼種中等厚度雙絲埋弧焊焊接接頭可以在不進(jìn)行焊后熱處理的情況下使用。

介紹了國內(nèi)某鋼管公司φ914mm×15.9mm和φ1219mm×22mm、x80鋼級(jí)直縫埋弧焊鋼管的試制過程,簡述了其優(yōu)化成型和焊接工藝,對(duì)不同廠家的鋼板和試制鋼管的理化性能進(jìn)行了對(duì)比分析,并就所試制的x80級(jí)鋼管和歐洲鋼管公司同類產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:試制的兩種規(guī)格x80級(jí)鋼管完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求,可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

根據(jù)西氣東輸冀寧聯(lián)絡(luò)線天然氣管線工程的需要,巨龍鋼管有限公司對(duì)x80鋼級(jí)直縫埋弧焊接鋼管(φ1016mm×18.4mm)進(jìn)行了試制。詳細(xì)介紹了此種焊管的試制過程和檢驗(yàn)結(jié)果。檢驗(yàn)結(jié)果表明,研制開發(fā)的x80鋼級(jí)直縫埋弧焊管各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過對(duì)進(jìn)口鉆井隔水管x80鋼管進(jìn)行理化性能分析,了解了國外鉆井隔水管材料的性能水平,為隔水管國產(chǎn)化工作的開展提供了一些參考數(shù)據(jù);通過對(duì)x80管線鋼焊接接頭的ctod試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)焊接接頭的斷裂韌性在熱影響區(qū)相對(duì)較弱;通過對(duì)比分析焊接接頭的夏比沖擊功和ctod試驗(yàn)結(jié)果,表明ctod試驗(yàn)對(duì)材料的斷裂韌性評(píng)價(jià)是可靠的。

在16mn鋼板上進(jìn)行雙絲自動(dòng)埋弧焊工藝試驗(yàn),得到了不同焊接速度下的焊件。對(duì)不同工藝參數(shù)下得到的焊接接頭試樣進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)、硬度測試以及金屬顯微組織觀察,并計(jì)算了雙絲自動(dòng)埋弧焊時(shí)的熔敷率。結(jié)果表明:采用雙絲埋弧焊得到的焊縫外形美觀;金屬熔敷率與焊接速度成反比;隨著焊接速度的降低焊接線能量相應(yīng)的增大,較長的高溫停留時(shí)間會(huì)促使接頭金屬組織長大;不同焊接速度下得到的接頭抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度有明顯區(qū)別。隨焊接速度增大,焊縫金屬硬度提高,接頭金屬韌性降低。

模擬內(nèi)外防腐的溫度條件,研究了不同加熱溫度對(duì)x80級(jí)φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊接鋼管拉伸性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,模擬內(nèi)外防腐的時(shí)效試驗(yàn)得到的屈服強(qiáng)度升高,而抗拉強(qiáng)度基本上無明顯變化。模擬試驗(yàn)揭示了應(yīng)變時(shí)效的規(guī)律,對(duì)于防腐工藝的制定和執(zhí)行有借鑒意義。

通過夏比沖擊試驗(yàn)和落錘撕裂試驗(yàn)(dwtt),測得國產(chǎn)x80級(jí)直縫埋弧焊接鋼管低溫韌性。結(jié)果顯示,x80級(jí)鋼管具有較好的低溫韌性,同時(shí)計(jì)算出鋼管母材橫向和縱向剪切面積為50%時(shí)低溫韌脆轉(zhuǎn)變溫度(fatt)分別為-45℃和-59℃,并且從母材成分、軋制工藝、組織等分析了x80級(jí)直縫埋弧焊接鋼管獲得低溫韌性的原因。

詳細(xì)介紹了沙市鋼管廠x80級(jí)直縫埋弧焊鋼管開發(fā)的情況。一系列試制檢測數(shù)據(jù)表明,試制開發(fā)的x80級(jí)直縫埋弧焊鋼管各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)國產(chǎn)x80直縫埋弧焊接鋼管(jcoe工藝)進(jìn)行了拉伸、夏比沖擊、顯微硬度和落錘撕裂等力學(xué)性能測試,結(jié)果表明,該鋼管的各項(xiàng)性能均符合apispec5l(43版)的指標(biāo)要求,說明我國已經(jīng)具備了生產(chǎn)高強(qiáng)度高韌性x80直縫埋弧焊管的能力。

采用埋弧焊的方法,研究了熱輸入對(duì)x70鋼接頭組織的影響。采用olympus分析軟件分析了焊接接頭的宏觀結(jié)構(gòu)尺寸。采用olympus-pmg3金相顯微鏡對(duì)埋弧焊接頭顯微組織進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明,由于x70級(jí)管線鋼為采用控扎控冷工藝獲得的細(xì)晶粒鋼,焊接熱影響區(qū)晶粒長大傾向嚴(yán)重。隨著熱輸入的增加,熱影響區(qū)寬度明顯增加、母材和焊絲熔化量增加、焊縫深寬比減小;在單道焊的情況下,隨著熱輸入的增加,側(cè)板條鐵素體含量增加,針狀鐵素體含量減小,不利于焊接接頭性能的提高。

一、簡述20g是我國鍋爐、壓力容器制造行業(yè)中使用較早,比較常用的鋼種。但近些年來鍋爐生產(chǎn)廠家發(fā)現(xiàn)一個(gè)共性問題,即20g埋弧焊產(chǎn)品試板接頭冷彎經(jīng)常出現(xiàn)開裂,超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,從而影響了產(chǎn)品質(zhì)量,增加生產(chǎn)成本,產(chǎn)品不能按時(shí)交付使用。這一現(xiàn)象引起了全國焊接界的關(guān)注,許多專家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了較細(xì)致的研究和探討,應(yīng)用電鏡觀察斷口形態(tài),取得了很大的成果,并能反饋到生產(chǎn)中,給予指

在相同的焊接線能量條件下,對(duì)16mn鋼分別進(jìn)行單絲直流及交流埋弧焊和雙絲埋弧焊。對(duì)三種埋弧焊焊接所獲得的焊接接頭進(jìn)行了力學(xué)性能測試,并對(duì)斷口形貌和組織進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明,雙絲埋弧焊獲得的接頭焊縫區(qū)金屬的韌性降低,焊縫區(qū)和熔合區(qū)附近出現(xiàn)了魏氏組織,熔合區(qū)附近斷口呈韌窩狀,焊縫中心斷口呈現(xiàn)解理斷口。采用雙絲和單絲埋弧焊所獲得的焊接接頭金屬硬度值變化不顯著。

采用雙面埋弧焊方法焊接了20mm厚的q345r鋼,分析了接頭焊縫區(qū)及熱影響區(qū)的組織并進(jìn)行了顯微硬度測試。組織分析表明,焊接接頭焊縫區(qū)為柱狀晶,組織為先共析鐵素體、少量針狀鐵素體和珠光體;熱影響區(qū)靠近焊縫處為等軸晶,組織為先共析鐵素體+少量珠光體,離焊縫較遠(yuǎn)處為鐵素體與珠光體相間的帶狀組織,珠光體有一定程度的減少。顯微硬度分布表明,接頭熱影響區(qū)硬度最高,焊縫硬度高于母材硬度。

針對(duì)x65級(jí)9.5mm薄壁jcoe鋼管進(jìn)行了內(nèi)外焊三絲和雙絲兩種不同焊接工藝參數(shù)的試驗(yàn)研究,并對(duì)兩種方案的焊接接頭性能進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明,兩種方案均能滿足技術(shù)條件要求,內(nèi)外焊雙絲焊接工藝生產(chǎn)的鋼管各項(xiàng)指標(biāo)更優(yōu)。選擇該方案在工廠進(jìn)行了批量生產(chǎn),其焊縫拉伸性能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,且斷裂位置均位于母材;母材、焊縫及熱影響區(qū)的硬度均低于較低技術(shù)條件最大允許硬度265hv10的要求;焊縫組織為針狀鐵素體,焊接接頭具有良好的韌性。

通過對(duì)x80級(jí)管線鋼管材及焊材化學(xué)成分、力學(xué)性能的闡述,進(jìn)一步剖析焊條電弧焊從根焊、熱焊、填充焊到蓋面焊的焊接工藝參數(shù),為今后國內(nèi)大口徑x80級(jí)管線鋼焊條電弧焊焊接施工提供了詳實(shí)的數(shù)據(jù)。

該文詳細(xì)介紹了x80高強(qiáng)鋼的合金體系、組織形態(tài)和強(qiáng)化措施,分析了x80鋼的焊接熱影響區(qū)性能變化特點(diǎn),x80鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)脆化和軟化。熱影響區(qū)脆化主要機(jī)理是粗晶脆化、組織脆化、馬氏體-奧氏體(m-a)組元脆化和組織遺傳引起的脆化。熱影響區(qū)軟化是由于在焊接熱循環(huán)作用下,不僅晶粒粗化,而且在熱影響區(qū)發(fā)生相變,再結(jié)晶,晶?；貜?fù)以及第二相質(zhì)點(diǎn)溶解、粗化。在分析焊接性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,推薦了x80鋼焊接的常用工藝方法。

采用表面機(jī)械研磨(smat)技術(shù)對(duì)x80管線鋼的焊接接頭進(jìn)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(jī)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(shí)間的進(jìn)一步延長對(duì)表層晶粒尺寸影響不大;smat處理可以實(shí)現(xiàn)x80管線鋼的焊接接頭組織的連續(xù)化和均勻化。

介紹了x80鋼級(jí)φ1016mm×18.4mm直縫埋孤焊管的研制過程,鋼板和鋼管的外觀、幾何尺寸、理化性能和無損探傷實(shí)物質(zhì)量,鋼板、鋼管擴(kuò)徑前后幾何尺寸和理化性能的變化。與歐洲鋼管公司類似產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比,對(duì)相應(yīng)鋼板和鋼管標(biāo)準(zhǔn)提出了改進(jìn)建議。產(chǎn)品已通過中國石油天然氣集團(tuán)公司和中國鋼鐵協(xié)會(huì)的鑒定,具備工業(yè)生產(chǎn)能力。

采用管道輸送石油或天然氣是最經(jīng)濟(jì)、最安全的運(yùn)輸方式。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,天然氣工業(yè)越來越受到重視。我國在西氣東輸國家重點(diǎn)工程建設(shè)中,對(duì)x70、x80管線鋼進(jìn)行了成功的研制、開發(fā)。在西氣東輸二線工程中,將大規(guī)模的采用x80鋼進(jìn)行管線鋪設(shè)。介紹了西氣東輸二線工程的幾個(gè)突出特點(diǎn)。論述了高強(qiáng)度管線鋼的發(fā)展歷程。并且對(duì)于管線鋼的三個(gè)類型進(jìn)行了分析。重點(diǎn)論述了x80鋼的焊接性,分析了焊接裂紋、haz的軟化、焊縫與管材的強(qiáng)韌匹配等。并且對(duì)于x80鋼的試驗(yàn)、研究、以及焊接等應(yīng)用情況做了介紹。

進(jìn)入新世紀(jì)以來,我國的油氣輸送管線建設(shè)得到了飛速發(fā)展。繼2002年西氣東輸一線采用x70系列管道獲得成功后,經(jīng)綜合考慮輸送量、承載壓力和成本因素,2007年西氣東輸二線項(xiàng)目部決定使用x80鋼

介紹了寶山鋼鐵股份有限公司采用一貫制制管技術(shù)開發(fā)的x80鋼級(jí)φ1219mm系列uoe直縫埋弧焊管的性能特點(diǎn)及應(yīng)用情況。分析、檢測及應(yīng)用表明,所開發(fā)的x80鋼級(jí)焊管c含量超低、mn和nb含量較高且顯微組織細(xì)小,具有較高的強(qiáng)度、韌性及良好的焊接性,能滿足西氣東輸二線管道工程的技術(shù)條件要求。

通過試驗(yàn)對(duì)使用閃光焊接及鋁熱焊接兩種方法焊接槽型鋼軌焊接接頭的靜彎性能、疲勞性能、拉伸性能、硬度、金相顯微組織等進(jìn)行了測試與分析。研究結(jié)果表明:在軌頭受壓條件下閃光焊接頭的抗壓能力高于鋁熱焊接頭;閃光焊接頭在較高疲勞荷載下能經(jīng)歷頻率5hz,2×106次疲勞試驗(yàn)仍不斷裂;閃光焊接頭的屈服強(qiáng)度及斷后伸長率均高于鋁熱焊;閃光焊接頭硬度比鋁熱焊更接近母材,閃光焊和鋁熱焊接頭的軟化區(qū)寬度均≤20mm;兩種焊接方法的焊縫和熱影響區(qū)的顯微組織未見異常,閃光焊接頭的晶粒組織要細(xì)于鋁熱焊接頭組織。閃光焊接頭性能優(yōu)于鋁熱焊,建議在城市有軌電車的建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)盡可能使用閃光焊焊接槽型鋼軌。