湿H2S环境用16MnR焊接接头抗氢诱发裂纹的试验研究

研究了不同焊接热输入下16MnR钢焊接接头在NACE溶液中的抗氢致开裂(HIC)性能。结果表明：焊接接头抗HIC能力随着接头硬度的提高而下降，当HB≤200时，接头对HIC不敏感；焊接热输入在一定的范围内对焊缝的抗HIC能力影响不大；但是，当焊接熟输入增大到一定程度时，焊缝抗HIC性能变差，这主要是由于焊接热输入增大后，焊缝组织变粗，性能下降，尤其是焊缝组织中的夹杂物随着焊接热输入的增大而长大，导致了焊缝抗HIC能力的下降。     

各种钢铁的焊接

T9l／P9l钢的焊接工艺；石化装置用16MnR（HIC）钢的焊接；圆形零件固定于钢板的焊装[德]；09MnNiDR低温钢机壳的焊接；双相不锈钢复合钢板的焊接；超双相不锈钢焊接接头耐蚀性新的评估方法[英]；[编者按]     

建筑用复合钢板的焊接工艺及焊后组织与性能

采用钨极氩弧焊（TIG）和焊条电弧焊（SMAW）对建筑用2205/16MnR复合板材进行了焊接处理,研究了3种焊接工艺下焊接接头的力学性能与显微组织。结果表明,3种焊接工艺焊接接头的外观成形性和界面结合性都较为良好,在焊缝中没有发现气孔、夹杂等缺陷,焊条电弧焊焊接接头的抗拉强度和断后伸长率高于氩弧焊接头;覆层2205钢侧焊接接头母材组织为铁素体+奥氏体,热影响区铁素体量为50.5%~58.6%;基层16MnR合金钢侧母材组织为珠光体+铁素体,焊接接头热影响区铁素体含量为42%~54%。     

不同钢制造LPG球罐在湿H2S环境下失效行为的对比研究

对16MnR钢和SPV50Q钢液化石油气(LPG)球罐在湿H2S环境下的失效行为进行了对比研究.通过观察从16MnR钢球罐上所取下的严重腐蚀球壳板的裂纹特 征和SPV50Q球罐内壁所作金相复膜照片的裂纹形貌,以及分析现场所测试的硬度和残余应力,表明：16MnR钢球罐的失效是由氢诱导开裂(HIC)所引起,损伤部位发生在母材上,而SPV50Q钢球罐则是由硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)所造成,裂纹主要出现在焊接接头附近的热影响区(HAZ).     

焊接方法对B610CF和16MnR异种钢焊接接头的影响

采用焊条电弧焊和富氩混合气体保护焊2种焊接方法对水利水电工程中引水钢管用B610CF钢和16MnR钢之间的异种钢板状对接接头分别进行了3种焊接工艺参数下的焊接试验,并对焊接接头进行了金相试验和力学性能试验研究.试验结果表明,不管采用何种焊接方法,主要是选用的焊接材料性能影响B610CF和16MnR异种钢焊接接头焊缝金属的性能.2种焊接方法在不同焊接工艺参数下对B610CF侧和16MnR侧热影响区力学性能和金相组织的影响较小,而且B610CF侧热影响区的冲击韧性与B610CF母材的差异不明显,但16MnR侧热影响区的冲击韧性则明显低于16MnR母材的,金相组织中晶粒也较粗大.     

16MnR系列材料在油田H_2S-CO_2-Cl~-环境下的耐蚀性

通过应力腐蚀试验及全面腐蚀试验,系统地研究了16MnR系列压力容器用钢在油气田高含H2S-CO2-Cl-环境下的抗腐蚀性能,分析了16MnR系列钢在这种工况条件下作为压力容器用材的适用性。结果表明,16MnR(HIC)母材和焊接接头满足抗硫化物应力开裂(SSC)的基本要求,可以在pH值6以上、50℃以下的介质中任意H2S、CO2和Cl-含量下安全使用,其他16MnR材料对硫化物应力开裂(SSC)和氢诱导开裂(HIC)较敏感。在选材时还应在实际模拟工况条件下进行全浸腐蚀试验,以确定其腐蚀速率。     

热处理次数对16MnR钢焊接接头强度和微观组织的影响

对16MnR钢焊接接头进行多次热处理,研究热处理次数对接头强度和微观组织的影响。结果表明,热处理次数对接头抗拉强度影响不大。16MnR钢焊接接头焊缝金属在经过两次以上热处理之后,母材微观组织基本没变,依然是铁素体+带状珠光体。焊缝金属、热影响区中的微观组织基本没有变化,但热影响区组织晶粒略有长大趋势。     

湿H2S环境下低合金钢焊接接头氢扩散数值模拟

利用电化学渗透法测定了氢在16MnR低合金钢焊接接头处的焊缝金属、热影响区金属以及母材中的扩散系数.利用有限元软件ABAQUS,对16MnR钢焊接接头氢扩散进行数值模拟,考虑焊接残余应力、不同组织对氢扩散的影响,得到焊接接头扩散氢的浓度随时间的分布.结果表明,在焊缝和热影响区,氢的扩散系数和焊接残余应力较大,使氢在焊缝和热影响区聚集,降低材料的力学性能,使得焊接接头部位成为最薄弱环节,在湿H2S环境下很容易发生与氢有关的损伤和破坏.     

焊接工艺对16MnR钢焊接接头低温安全性的影响

采用三种不同的焊接工艺对16MnR钢进行单面焊双面成型焊接,测试了焊接接头低温(-40℃)力学性能.在给定裂纹尺寸和载荷条件下,按照GB/T19624-2004<在用含缺陷压力容器安全评定>标准对含表面裂纹的16MnR钢接头进行安全评定.结果表明,各评定点均在评定曲线定义的范围内,说明该结构是安全的.根据标准计算得出不同工艺下接头的容许等效裂纹尺寸,焊缝区对裂纹的允许程度要好于热影响区,且采用A工艺焊接的接头的安全性相对最好.     

不同焊接热输入下B610CF与16MnR异种钢焊接接头性能分析

采用混合气体保护焊,对新开发的低焊接裂纹敏感性钢B610CF与16MnR钢进行对接焊,试验研究了不同焊接热输入下焊接接头的微观组织和力学性能.结果表明,随着焊接热输入的增大,使焊缝区贝氏体含量下降,而且晶粒变粗大,但对两侧热影响区组织影响不明显;焊缝区的冲击性能明显下降,但对两侧热影响区冲击性能以及焊接接头的强度和塑性影响不明显.     

40MnB与16MnR异种钢的焊接性试验及工艺评定

40MnB是中碳合金结构钢,具有强度高、韧性好等性能,但其含碳量高,焊接性低,冷裂倾向大。16MnR属于低碳合金钢,具有良好的物理性能和工艺性能。两种钢在汽车上应用比较广泛。通过焊接接头无损检测、力学性能和组织金相分析,研究CO2气体保护焊40MnB和16MnR异种钢的焊接性能。结果表明,采用合适的焊接规范,所得的焊接接头各项性能良好,热影响区晶粒长大不严重,焊缝与母材熔合良好。     

高炉上紫铜与16MnR异种金属的焊接

阐述了紫铜与16Mn R钢异种金属材料焊接在柳钢3#高炉紫铜水冷壁修复中的应用。针对紫铜与16Mn R钢异种金属材料的焊接特点,在制造车间将新紫铜冷却水箱与炉壳等厚的16Mn R钢板(δ=40 mm)焊接制成一个组合工件,在高炉施工现场由组合工件与高炉炉壳直接焊接。加工适当的焊接坡口,选择合理的焊接工艺,成功解决了紫铜与16Mn R钢异种金属材料的焊接问题,按质、按期完成紫铜冷却水箱的更换,获得甲方的一致好评。     

16MnR低合金钢与BFe30-1-1异种材料的焊接

介绍了某海洋工程中热交换器上所用的水盖封头的制造焊接工艺,分析了16MnR低合金钢与BFe30-1—1铁白铜异种材料焊接的工艺特点,针对16MnR与BFe30-1—1的焊接接头和16MnR与BFe30-1—1复合钢板的焊接接头进行焊接工艺评定试验,并将焊接工艺参数应用于实际产品的组焊中,产品的制造达到设计工程要求。     

16MnR(HIC)抗氢钢的评定试验与首次压力容器焊接

中石油重点工程的土库曼斯坦阿姆河右岸天然气处理厂配套的压力容器均由四川油建容器厂制造,其中脱硫脱碳装置的核心设备是四台胺液吸收塔。该设备规格P6.49 MPa,DN 3000×29622,工作介质为高含量S2H、CO2及MDEA溶液,有强烈的硫化氢应力腐蚀开裂倾向,主体材料壁厚72mm和80 mm的16MnR(R-HIC),熔炼分析:w(S)≤0.003%,w(P)≤0.015%,w(Mn)=1.20%～1.35%,且受压元件和对接焊缝应具备抗HIC和SSC性能。四川油建容器厂首次焊接16MnR(R-HIC)压力容器,选择了满足抗氢钢焊接的焊接材料,按照JB4708标准做了六个焊接工艺评定,抗HIC、SSC性能试验合格,满足产品要求和完成制造,至今设备已安全运行三年。     

������������ԭ�����������

对一台材质为16MnR的氮气储罐进行首次全面检验时发现封头拼接焊缝存在大量裂纹。通过材料、制造、焊接质量等方面对该储罐裂纹进行了原因分析。结果表明,焊接质量控制不当使焊接接头形成淬硬组织,同时由于存在大量扩散氢,使焊接接头产生较大的残余应力,最终导致冷裂纹的产生。针对上述问题对该台容器提出了可靠的返修工艺,保障了容器的安全运行。     

焊接残余应力下氢扩散的数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,开发了一个焊接残余应力作用下氢扩散的耦合有限元计算程序,对湿硫化氢环境下16MnR钢液化石油气球罐焊接接头焊态残余应力诱导氢扩散的分布规律进行数值模拟,并与无应力状态下的氢扩散进行了比较,为掌握焊接接头氢致开裂的判据打下基础.结果表明,在焊接残余应力作用下,氢向高应力区富集,经过一段时间后,达到稳定.在热影响区附近,形成一个氢浓度低谷,两侧分别形成浓度梯度界面和应力梯度界面,能够诱导氢向高应力区长程扩散.     

脉冲埋弧焊接头力学性能分析

为了改善埋弧焊时焊接热输入较大,焊接接头力学性能存在的问题,研究了一种新型的采用直流脉冲电流的埋弧焊工艺--脉冲埋弧焊.以16MnR钢板为试验母材,研究了陡降外特性焊接电源匹配变速送丝系统的脉冲埋弧焊工艺对焊接接头力学性能的影响.结果表明,脉冲电弧力对熔池进行有规律的搅拌、振荡,震碎细化了晶粒,有效减小熔敷金属的成分偏析.脉冲埋弧焊可有效改善焊接接头的组织,细化晶粒,提高焊接接头的力学性能.