X100钢级螺旋缝埋弧焊管抗H_2S腐蚀性能研究

对X100钢级螺旋缝埋弧焊管进行了氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究,结果表明:X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体的抗H2S腐蚀性能差。分析认为:带状组织和硬度高是导致管体和焊接接头氢致裂纹超标的主要原因,氢致裂纹主要是穿晶型和沿晶型开裂;而焊缝中存在夹杂物,以及焊缝中晶内针状铁素体组织和热影响区中粒状贝氏体组织引起的硬度波动和偏高,是导致焊缝处发生应力腐蚀断裂的主要原因。电化学试验和残余应力测试,也进一步证实了X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体更易于腐蚀。     

X80钢级直缝埋弧焊管的性能评价

统计了对标中俄东线标准的X80钢级Φ1 219 mm直缝埋弧焊管的拉伸性能、冲击性能以及成品几何尺寸,分析了钢板和焊管的化学成分及微观组织形貌。分析认为：该X80钢级Φ1 219 mm×22 mm直缝埋弧焊管焊缝组织为针状铁素体+粒状贝氏体+准多边形铁素体,主要合金元素都控制在较窄的区间内;焊管各项性能均达到中俄东线标准要求,强度和韧性优良,焊缝强度与管体强度匹配良好,成品尺寸优良。     

X100钢级螺旋缝埋弧焊管制造技术研究

介绍了X100钢级管线钢板卷螺旋缝埋弧焊接制管的过程;研究了X100钢级板卷的力学性能及不同焊接材料匹配对焊接接头强度、韧性和硬度的影响;提出了不去除螺旋缝埋弧焊管焊缝余高,优化板卷合金成分、提高板卷层流冷却速度及降低焊接热输入量,管体横向拉伸试验采用圆棒试样,制定X100钢级管线钢板卷和螺旋缝埋弧焊管标准等建议。     

焊接热输入对ULCB钢焊接接头组织性能的影响

采用自动埋弧焊机对超低碳贝氏体钢(ULCB钢)进行直缝双面焊双面成型焊接试验,分析了焊接热输入对其焊接接头组织及性能的影响。结果表明:焊缝显微组织主要是针状铁素体和粒状贝氏体,这两种相组成和相比例,极大地影响了接头的强韧性。随着焊接热输入增大,焊缝区针状铁素体含量先减少后增加,粒状贝氏体含量先增大后减少,热影响区晶粒变得粗大,ULCB钢接头强韧性呈现一定规律的变化。在较小的焊接线能量(24.81 k J/cm)下,焊接接头具有优良的强韧性,抗拉强度达到803.63 MPa,为母材抗拉强度的94.3%,焊缝和热影响区冲击韧性分别为193、232 J。     

焊接材料对X70直缝埋弧焊管焊缝组织性能的影响

针对因钢板原料的化学成分发生较大变化,使得原焊材与母材出现焊接不匹配,造成X70钢级管线钢直缝埋弧焊管焊缝的低温冲击韧性不合格的现象,采取两种焊丝进行焊接试验,通过观察和检测焊缝显微组织、力学性能,研究焊接材料对X70钢级直缝埋弧焊管焊缝组织性能的影响。试验结果表明:在采用相同的焊接工艺参数焊接同批次同规格钢管时,选用Mn、Si、Cr、Ti含量较高的焊丝进行焊接,焊管焊缝中先共析铁素体和针状铁素体晶粒更为细小,低温冲击数值较高,韧性较好。     

X80钢直缝高频焊管的力学性能

采用静载拉伸、动载冲击、硬度试验等方法研究了一种X80直缝高频焊管的力学特性,结合光学显微镜和扫描电镜分析了微观组织。结果表明,该X80直缝高频焊管焊接接头的平均抗拉强度达到母材的99.54%,表现出高的强度,焊缝夹杂物缺陷对强度值影响不大;然而严重影响焊缝的冲击性能,从而使拉伸断裂及水压失效容易在此处发生;焊接接头硬度明显低于母材,降幅达25%,焊缝及热影响区组织为多边铁素体,是造成焊接接头软化的主要原因。     

钢板化学成分对L485M/L555M焊管热影响区性能的影响

统计新气、鄂安沧以及X管线项目所用L555M/X80M和L485M/X70M大直径直缝埋弧焊管的理化试验数据,对比分析钢板化学成分和焊管焊接接头硬度、抗拉强度、导向弯曲试验数据。分析结果表明:钢板化学成分优化后的新气管线项目用直缝埋弧焊管焊接接头热影响区没有出现软化、弱化现象,导向弯曲性能优异,焊管热影响区性能得到明显改善;鄂安沧管线项目用直缝埋弧焊管焊接接头热影响区没有出现软化现象,但出现了一定程度的弱化现象,导向弯曲性能较好,焊管热影响区性能得到改善。     

低Nb低Mo X80管线钢四丝埋弧焊接头性能研究

利用多丝埋弧焊设备模拟制管过程的焊接工艺进行X80管线钢四丝埋弧焊接试验。利用光学显微镜分析了焊接接头显微组织及M-A组元分布,并且测试了焊接接头拉伸、弯曲、冲击、硬度力学性能和耐蚀性能。研究结果表明:焊缝组织主要为针状铁素体,增加热输入,焊缝组织中M-A组元增加,且部分呈链状分布,降低了焊缝中心的冲击吸收功;热输入低,造成未熔透缺陷,其主要影响弯曲性能;相比于母材,焊缝区耐蚀性未出现明显降低。     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

焊接热输入对X70级管线钢埋弧焊接头组织的影响

采用埋弧焊的方法,研究了热输入对X70钢接头组织的影响。采用OLYMPUS分析软件分析了焊接接头的宏观结构尺寸。采用OLYMPUS-PMG3金相显微镜对埋弧焊接头显微组织进行了观察。结果表明,由于X70级管线钢为采用控扎控冷工艺获得的细晶粒钢,焊接热影响区晶粒长大倾向严重。随着热输入的增加,热影响区宽度明显增加、母材和焊丝熔化量增加、焊缝深宽比减小;在单道焊的情况下,随着热输入的增加,侧板条铁素体含量增加,针状铁素体含量减小,不利于焊接接头性能的提高。     

X80螺旋埋弧焊管的性能分析

在X80管线钢卷板的性能符合西气东输要求的情况下,研究了其螺旋埋弧焊管的组织形貌、力学性能和维氏硬度.研究表明:X80管线钢螺旋焊管焊接接头形貌良好,焊缝、热影响区的晶粒细小,组织合理:力学性能优良,-10℃管体、焊缝和热影响区的冲击功分别为267、147和96J,剪切面积分别为98%、78%、49%,0℃管体DWTT剪切面积为100%;硬度均低于275HV10,各项指标均满足西气东输X80管线钢螺旋焊管要求.     

Φ1 524 mm×20.3 mm X90钢级螺旋缝埋弧焊管研发

介绍Φ1 524 mm×20.3 mm X90钢级螺旋缝埋弧焊管的研发过程。优化设计钢管制造工艺,重点开发钢管的成型和焊接工艺,通过合理控制成型应力、焊接坡口钝边、焊接速度、低线能量输入等工艺设计指标,获得了性能优良的焊接接头。解决了厚壁、高钢级焊管生产中常见的焊缝及热影响区低温冲击韧性不稳定的问题。研发出的Φ1 524 mm×20.3 mm X90钢级螺旋缝埋弧焊管经第三方检测评价,其质量指标完全满足产品技术条件要求,具备批量生产条件。     

准贝氏体耐磨钢板埋弧焊焊接接头组织和力学性能研究

研究了新型高强度准贝氏体耐磨钢板埋弧焊焊接接头的组织和力学性能，结果表明，埋弧焊焊缝部分组织为针状铁素体，熔合线结合良好，组织分布均匀，晶粒细小，热影响区组织为准贝氏体，焊接接头具有良好的强韧性。     

X90级螺旋缝埋弧焊焊管研究现状

回顾了X90级第3代油气输送管线的研究开发背景,从X90管线钢的轧制工艺、组织织构、力学性能等方面综合分析了X90管线钢管的焊接性。批量试制的X90螺旋埋弧焊焊管试验表明,X90钢管焊接接头力学性能优异,管体、热影响区、焊缝的冲击韧性依次降低,整体表现出较好的韧性。但X90钢管焊接接头表现出较为明显的软化和局部脆化现象,影响管线运行的安全性,将成为X90螺旋埋弧焊焊管的研究热点。     

X80钢级Φ1 219 mm×26.4 mm大变形直缝埋弧焊管的开发

选用合适比例的铁素体+贝氏体双相组织的大变形钢板,通过小步长JCO成型控制、优化设计钢管焊接工艺参数、回归分析确定钢管扩径工艺参数,成功开发出X80钢级Φ1 219 mm×26.4 mm大变形直缝埋弧焊管。经检验,该钢管焊接接头的拉伸性能、弯曲性能、低温冲击性能、硬度均满足技术条件要求;焊接接头-10℃夏比冲击韧性平均值超过200 J,富余度较高;管体、焊缝和热影响区在系列温度20,0,-10,-20,-40,-60℃的夏比冲击韧性良好;管体横向的剪切面积百分比随温度的降低而减小,FATT85%低于-10℃;静水压爆破试验加压过程中未发生泄漏。     

小直径薄壁直缝埋弧焊管焊接缺陷探讨

分析小直径直缝埋弧焊管焊接时的受力状态,找出导致小直径薄壁直缝埋弧焊管产生烧穿、气孔、咬边的主要原因;分析"噘嘴"对小直径薄壁直缝埋弧焊管焊接质量的影响;给出防止焊缝产生上述缺陷的控制措施。分析认为:重力和热输入是导致小直径薄壁直缝埋弧焊管产生焊接缺陷的主要原因;通过控制热输入、成型后"噘嘴"、内焊缝宽度并适当调整坡口尺寸等,可减少小直径薄壁直缝埋弧焊管内焊焊接缺陷的产生。     

X80管线钢螺旋埋弧焊管性能分析

X80低碳微合金管线钢在不同焊接条件下接头性能变化明显,特别是焊接热影响区的低温冲击性能.针对X80管线钢的化学成分和力学性能制订螺旋埋弧焊接工艺,结合焊接接头的硬度、导向弯曲和冲击韧性试验,分析了X80管线钢螺旋埋弧焊接头的性能.结果表明,与母材相比,焊缝和焊接热影响区的低温冲击韧性都有所下降,同时焊接热影响区中出现软化现象,但是焊接接头的低温冲击韧性和硬度、导向弯曲试验结果均满足《天然气输送管道用X80级螺旋缝埋弧焊管技术条件》的要求.     

X70管线钢焊接接头调质处理后的低温冲击韧性

分别采用手工焊条电弧焊和单丝埋弧焊工艺焊接X70管线钢,对其焊接接头进行调质处理,研究焊接方法对调质处理后X70管线钢焊接接头力学性能、组织形貌、大角度晶界密度等的影响。结果表明:手工焊条电弧焊焊缝中心和热影响区的冲击吸收能量远高于单丝埋弧焊焊缝;单丝埋弧焊焊缝和热影响区组织中的粗大贝氏体板条束、大块状铁素体是降低其冲击吸收能量的主要原因,手工焊条电弧焊焊缝组织中的细小且按不同位向错综排列的针状铁素体以及较高的大角度晶界密度是提高其冲击吸收能量的主要原因。     

不同线能量下低碳贝氏体钢焊接接头的组织及韧性

研究不同线能量下低碳贝氏体钢焊接接头的组织及冲击性能。试验结果表明:低碳贝氏体钢对接直缝焊接后,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体,焊缝区和HAZ的晶粒都随着焊接线能量的减小而减小;焊缝的断裂形式多为韧性断裂,冲击性能均较好,当焊接线能量从24.8kJ/cm向28.2 kJ/cm增加,焊接接头的焊缝区和HAZ的冲击功呈先减小后增大的趋势。     

焊缝几何尺寸对钢管承载能力影响的模拟分析

为研究高强X80直缝埋弧焊管焊接热影响区软化对管线运行安全的影响,采用ANSYS有限元数值模拟软件分析了焊缝几何尺寸对双面埋弧焊直缝焊管内部承载能力的影响.结果表明,由于焊接热影响区强度软化及焊缝余高的影响,最大应力出现在热影响区处,并受到焊缝几何尺寸的影响;在内外焊缝熔深一定时,钢管的承载最大压力与内外焊缝的熔宽间存在最佳的匹配;在内外焊缝熔宽一定时,适当熔深可以增加钢管的承载能力;另外,焊缝的几何尺寸对最大应力出现的位置有一定的影响.