内衬316L双金属复合管环焊焊缝失效原因分析

针对双金属机械复合管对接环焊缝的刺漏问题,对某油田现场服役的内衬316L双金属复合管问题管段进行取样,并从焊缝横截面各区域微观组织、化学成分、抗晶间腐蚀性能等方面进行了研究。研究结果表明,对接环焊缝打底焊道的热影响区晶粒粗大,对接环焊缝打底焊道熔合线附近区域主要耐腐蚀合金元素被稀释是双金属机械复合管对接环焊缝发生刺漏的主要原因。最后给出了预防刺漏发生的措施,即通过降低打底焊热输入量,提高管端尺寸精度,增加过渡层厚度且减小第一层填充焊热输入量的方法可有效预防刺漏问题的发生。     

双金属复合管焊接技术分析

双金属复合管的焊接接头结构复杂,焊接难度较大。通过对双金属复合管端面处理工艺和对接焊接工艺分析,提出了端部堆焊工艺较端部封焊工艺易于焊接但不够经济的现状,指出对于薄壁小直径双金属复合管道的焊接宜采用合金焊丝对接焊工艺,而对于厚壁大直径双金属复合管道则宜采用过渡焊方法焊接。另外,还分析了当前的焊接评定标准,强调了制定适宜复合管的焊接工艺评定标准的必要性。     

碳钢管线焊接接头的电化学腐蚀行为研究

母材选用A106B管线钢,焊丝选用2.4 mm的实芯焊丝ER70S-G,使用两种焊接工艺(GTAW+SMAW和GTAW)进行钢管对接焊,试样焊接前后均无热处理。通过对焊接接头的焊缝、热影响区和母材的极化曲线测量,研究了两种焊接工艺所得焊接接头各区域的腐蚀行为。结果表明,两种接头不同区域的耐蚀性为:母材热影响区焊缝。     

双金属复合管焊接失效原因分析

新疆某气田双金属复合管部分管线在试压合格后的投产试运阶段出现了焊缝开裂及刺漏现象。对焊缝失效原因进行分析可知,复合管焊接时根焊和过渡焊的厚度一般都大于钢管复层厚度,从而会占用填充焊和盖面焊的厚度空间,使得填充层和盖面层形成高硬度区,韧性变差,当管道承受弯曲应力和蠕变应力时,就有可能在焊缝处出现裂纹或开裂现象。提出新的焊接工艺,即采用TGS-309Mol不锈钢焊条直接焊接填充层及盖面层,并在封焊、根焊和过渡焊时进行背面氩气保护,对焊接试件除按照NB/T47014—2011要求进行试验外,再补充晶间腐蚀试验、全浸腐蚀试验。执行新的焊接工艺后,重新焊接192道焊口,一次焊接合格率99%,试压一次成功,管线运行良好。     

L245NCS/316L复合输气管道的焊接技术

双金属复合管因其结构的特殊性及对力学性能和耐腐蚀性能的双重要求,使得其现场焊接施工遭遇诸多困难。为了保证高酸性气田开发集输过程中所用L245NCS/316L双金属复合管的焊接质量,针对其对接焊,采用了钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充盖面的方式,通过反复试验,优选了TGFA-309L(直径为2.2 mm)、ATS-F316L(直径为2.0 mm)、TGS-309MoL(直径为2.4mm)和CHE427(直径为3.2 mm)为焊接材料,确定了焊接工艺参数,对焊接接头进行了X射线探伤、力学性能试验、微观组织分析及晶间腐蚀倾向测试、失重腐蚀性能测试和抗Cl~-应力腐蚀性能测试,对抗Cl~-应力腐蚀试样腐蚀产物进行了XRD和SEM分析。结果表明:①焊接接头X射线探伤检测结果为Ⅱ级;②焊接接头各项力学性能指标均合格;③焊缝区微观组织主体为针状铁素体+粒状奥氏体+珠光体;④抗晶间腐蚀倾向测试与抗Cl~-应力腐蚀性能测试均未见裂纹,失重腐蚀测试气相和液相平均腐蚀速率分别为0.022 3 mm/a和0.068 1 mm/a;⑤Cl~-应力腐蚀试样XRD、SEM分析结果显示腐蚀产物膜的主要成分为FeS,是四方晶系晶体,呈堆砌状态,易穿透基体金属表面腐蚀产物膜,对基体金属会产生进一步的腐蚀。焊接接头各项性能指标表明,所拟定的焊接工艺方案对L245NCS/316L双金属复合管对接焊是可行的。     

加氢装置TP321奥氏体不锈钢管焊接工艺

结合某石化厂260万吨/年柴油加氢装置用TP321奥氏体不锈钢管焊接施工实践,对焊接TP321奥氏体不锈钢的焊缝及热影响区进行分析,通过焊材的选择,防止焊缝及热影响区出现晶间腐蚀和热裂纹倾向,同时提出了焊接工艺和焊后稳定化热处理的控制措施。     

冶金双金属复合管焊接技术的开发及应用

为了解决国内冶金双金属复合管制造过程中的焊接技术难题,设计开发了一种以带极焊接设备为核心的双金属复合管纵缝焊接生产线,并对其焊接工艺和带极焊接材料进行了研究。结果显示,采用以带极焊接为核心的焊接技术,焊接的复合管焊缝的力学性能、晶间腐蚀性能等指标均满足相关标准要求。现场使用结果表明,设计开发的复合管成套焊接技术可以解决冶金双金属复合管纵向焊缝的焊接技术难题。采用该焊接技术不仅提高了生产效率,而且有利于实现冶金双金属复合管的国产化生产。     

机械式双金属复合管焊接过程数值模拟

针对目前国内外双金属复合管焊缝失效较多的情况,通过有限元分析软件ANSYS,运用其热源加载、移动及生死单元技术实现了焊接过程的模拟,从而探索焊接残余应力对焊缝失效的影响。运用间接法,先模拟出焊接时焊缝的温度场,再将温度场加载至单元计算应力场,得出焊缝的应力分布曲线。分析发现,焊缝区最大应力为拉应力,最大应力值虽未超过材料的屈服极限,不是焊缝失效的直接原因,但对焊缝腐蚀有诱导作用。通过有限元技术对复合管对接焊时的应力分布进行了数值仿真分析。其结果对对接焊接的工艺设计有一定的理论指导作用。     

双金属复合管防腐技术研究进展

随着油田开发的延续,油田地面管线面,临的腐蚀环境越来越恶劣,特别在一些高酸性气田,地面管线的腐蚀问题十分严重.目前应根据油气田地面管线腐蚀环境特点和防腐技术要求,立足国内双金属复合管生产现状和技术水平,借鉴国外双金属复合管的应用经验和规范要求,开展双金属复合管及其焊缝在可能的腐蚀环境中的腐蚀行为与耐蚀性能研究,从而建立双金属复合管焊缝耐蚀性能评价方法,明确油气田地面管线用双金属复合管的技术规范和焊接工艺要求.     

高强钢L485MB+316L双金属复合管对接焊工艺验证

针对高强钢L485MB+316L双金属复合管钢级的的提升、尺寸增大,导致传统的手工氩弧焊打底+焊条电弧焊填充盖面焊接方法无法满足其焊接需求的问题,分析了L485MB+316L双金属复合管材料的化学成分和力学性能,从焊材选择以及工艺参数等角度制定了详细的对接焊焊接工艺,并根据标准对焊口试样进行了拉伸试验、弯曲试验、刻槽锤断试验和腐蚀试验。结果表明,316L内衬管采用316L药芯焊丝焊接后的耐腐蚀性能可以满足API 5LC标准中对耐蚀合金的要求;作为耐蚀合金钢与碳钢的过渡区域采用ER309L焊材可以有效连接不锈钢与碳钢,且能保证过渡区域的良好韧性;采用JM-68作为填充盖面金属可以有效地满足X70级钢的强度要求。     

L360QS/316L不锈钢复合钢管焊接工艺和性能研究

介绍了?准355.6 mm×(10+3) mm规格L360QS+316L不锈钢复合钢管的新型焊接工艺,即首先采用TIG焊在复合钢管管端进行堆焊预处理,然后再采用氩气保护TIG焊进行对焊操作。为评价环焊缝的性能,焊后对其焊接接头进行了拉伸试验、冲击试验、硬度测试、晶间腐蚀及应力腐蚀试验。试验结果表明,采用该工艺焊接的L360QS+316L不锈钢复合钢管环焊缝焊接接头性能良好,且具备耐晶间腐蚀和应力腐蚀性能;堆焊层起到了很好的隔离作用,保证了焊缝的质量。     

HFW厚壁钢管生产线对头焊接设备的改造

为了解决HFW厚壁钢管生产过程中卷板对头焊接处容易出现开裂断开的问题,分析了HFW钢管生产线剪切对焊的要求,以及CO2气体保护焊在卷板对头焊中的应用现状,采用双丝埋弧焊接工艺对HFW钢管生产线对头焊接设备进行了改造。结果表明,改造后的焊接设备完成一个对头焊的时间减少了约20 min,焊缝抗拉强度达到600 MPa,弯曲至180°焊缝无明显开裂。改造后设备的焊接效率和焊接质量得到提高,能够满足厚壁高钢级HFW钢管的生产要求。     

板对接立位实芯焊丝CO_2气体保护焊焊接工艺研究

为保证培训选手在"嘉克杯"国际焊工大赛中取得较好成绩,针对该比赛的实芯焊丝CO2气体保护焊比赛项目,即板对接立位实芯焊丝CO2气体保护焊展开了研究,通过工艺参数的细化调整,操作手法的改进,包括改进对口间隙、焊枪角度、摆动方式及控制热输入等措施,改善了焊缝根部及盖面成形,提高了接头质量,达到了提高选手焊接操作水平、控制焊缝外观成形和内部缺陷的目的。     

20钢玻璃内衬防腐管与304不锈钢管对接工艺分析

对于20钢玻璃内衬防腐管与304不锈钢钢管对接选用和耐蚀堆焊层相同的材料AT-ERNi625焊丝进行打底,填充盖面分别选择了AT-ERNi625焊丝和304焊丝,采用拉伸、弯曲试验、显微硬度试验测试焊接接头力学性能;通过扫描电镜、光学显微镜对焊缝断口及显微组织进行分析。结果表明,焊缝抗拉强度大于20钢抗拉强度,其显微硬度从母材到焊缝,从盖面层到打底层都呈现下降趋势,其力学性能满足使用要求;在母材20钢一侧出现了脱碳层,焊缝一侧出现增碳层,焊缝中的组织主要是少量的针状铁素体和奥氏体。     

连续管管-管对接自动焊技术研究

为了提高连续管管-管对接焊的焊缝性能,得到高质量的对接焊缝,在分析连续管管-管对接焊方法及特点的基础上,对钨极、保护气体以及填充材料的选用原则和焊前准备工作做了简单介绍,并结合连续管自身特点和焊接工艺,提出了采用多层多道焊控制线能量、层间温度,加速冷却及热处理等措施,达到焊缝晶粒细化、改善焊接接头性能的目的。最后指出,目前国内连续油管的对接自动焊技术仍不成熟,还需要继续加大研究,不断完善。     

管道自动焊接过程中微调控制的作用机理

为了实现管道自动化焊接过程自适应调节,在分析了错边量、间隙、干伸长等一元或多元变量因素对管道自动化焊接过程影响的基础上,研究了焊接过程中微调动作在改善焊缝成形及保证自动化焊接质量方面的作用机理。研究结果表明:通过对焊枪位置、摆动幅度以及焊接速度的适时调节来控制不同变量因素条件下热输入、熔池液态金属流动和焊丝填充量的变化,优化焊接工艺参数与焊缝成形系数的匹配,可大幅减小钢管尺寸误差、坡口加工和组对等因素对焊缝成形的不良影响;微调动作机理应用在焊缝追踪系统中,可以为实现管道焊接全自动化、智能化控制应用提供理论和试验依据。     

Inconel601镍基高温合金焊接工艺研究

为了研究Inconel601镍基高温合金焊接工艺,基于材料的化学成分、力学性能、冶金性能等特性,选用ERNiCrCoMo-1焊材作为填充金属,通过控制热输入调整焊接参数,对Inconel601进行了焊接试验,并对焊接接头开展力学性能检测、腐蚀试验及金相分析。结果表明,通过控制热输入获得较大的冷却速度,并且在合金元素冶金作用下,熔敷金属获得良好的抗裂性,焊缝无结晶裂纹的产生,且焊缝成型美观;焊接接头具备优异的力学性能及良好的耐蚀性能。     

焊后热处理对12Cr18Ni9与Q355D异种钢焊接接头硬度和耐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢12Cr18Ni9与低合金钢Q355D的焊接,采用E308L-16和E309L-16两种不同型号的焊条进行了焊接工艺试验,并对焊接接头进行了450℃、 650℃和850℃不同温度的焊后热处理。利用金相显微镜、维氏硬度计和晶间腐蚀试验对焊接接头组织和性能进行了分析。结果显示,焊缝微观组织主要由奥氏体和少量的铁素体组成;焊缝和12Cr18Ni9母材硬度随着热处理温度升高而不断下降,Q355D母材硬度随热处理温度的升高呈现先降后升的趋势;650℃热处理的焊缝晶间腐蚀最为严重,450℃和850℃热处理的焊缝晶间腐蚀相对较轻。研究表明,焊接材料及焊接工艺的选择较为合理,热处理温度对焊缝与母材的硬度和抗腐蚀性能有一定的影响,焊后热处理温度应该避免晶间腐蚀最严重的温度650℃。