石化在役设备的焊缝残余应力的消除与控制

石化设备在制造、使用和维修过程中进行补焊后都会造成焊缝残余应力的存在,由于焊缝残余应力加上设备在使用过程的交变载荷,会使存在焊缝残余应力的地方应力集聚增加,在焊缝有缺陷的位置造成焊缝开裂、甚至断裂,造成在役备的损坏。本文主要探讨了石化行业在役设备的补焊过程中如何合理采取工艺措施和控制方法来消除焊缝残余应力。     

电气化铁路接触网铜合金中锚线夹失效分析

采用化学成分分析、金相检验、断口与能谱分析等方法,对开裂的电气化铁路接触网零件——接触线中锚线夹进行了分析。结果表明:该铜合金中锚线夹所含的杂质元素铋在晶界处的偏聚是导致其开裂的主要原因。     

N08800铁镍基合金焊管在弯管成型时的开裂原因

N08800铁镍基合金焊管在实际弯管成型中,时而存在开裂问题。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、微观分析等方法对焊管在弯管成型过程中的开裂产生原因进行了分析。结果表明:N08800铁镍基合金焊管的开裂均发生在焊缝处。焊接过程中产生的焊缝浮渣、焊缝缩孔是造成焊缝处成型开裂的主要原因。较大尺寸的焊接浮渣会在外力作用下形成凹坑,进一步发展造成开裂。     

焊接钛管焊缝开裂原因分析

某焊接钛管在冷轧时于焊缝处开裂,通过化学成分分析、金相检验、断口形貌分析以及能谱分析等方法对其开裂原因进行了分析。结果表明:由于钛管在焊接时存在不规范操作,使得钛管焊缝处混入杂质元素,并与空气中的氧元素发生反应生成氧化物或碳氧化合物;这些化合物成为焊缝中的大颗粒夹杂物,从而导致钛管焊缝在冷轧时局部区域发生开裂。     

塔河油田某伴生气管线螺旋焊缝失效原因分析

由于伴生气的存在,塔河油田某管线螺旋焊缝开裂。为了阐明管道螺旋焊缝的失效原因,为今后的管道腐蚀控制工作提供指导,分别对伴生气管道螺旋焊缝开裂处、远离焊缝处、缺陷两端材料表面进行宏观形貌观察,通过荧光光谱仪对材料成分进行分析,使用扫描电镜和X射线能谱观察及分析了开裂处的微观形貌及所含元素,并对伴生气管线螺旋焊缝开裂原因进行了分析。结果表明：伴生气管线的破裂是管线内伴生气中高含量的H₂S所引起的氢致开裂（HIC）和硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）共同作用的结果。破口的中部（即最宽处）是开裂的始点。     

锅炉给水预热器管箱高温段环焊缝开裂原因

采用渗透检测、金相检验、断口分析和力学性能测试等方法对锅炉给水预热器管箱高温段环焊缝开裂原因进行分析。结果表明：焊后热处理不符合要求,使环焊缝及热影响区形成马氏体;设备在服役过程中,马氏体分解产生析出相,使晶界蠕变能力降低,在高温运行环境下,环焊缝产生再热裂纹并发生沿晶开裂。     

进口B70级直缝焊管冷弯试验开裂分析

对在冷弯试验中焊缝开裂的进1：2B70级直缝焊管进行了金相检验、焊缝断口形貌分析以及夹杂物成分分析。结果表明：焊缝中分布在铁素体晶界上的渗碳体以及焊缝中存在的夹杂物和气孔是导致冷弯试验中发生开裂的主要原因。     

钛制再沸器管板接头焊缝腐蚀开裂的原因及改进措施

钛制再沸器是维尼纶生产厂醋酸精馏系统中的重要设备,使用工况苛刻、复杂,投入使用2年后,发现管板与换热管接头连接处焊缝产生腐蚀开裂.从钛制再沸器的选材、设计、制造、运行状况、使用条件、应力状态等几方面入手,分析管板接头焊缝产生腐蚀开裂的原因是:①工作介质醋酸酐和甲酸含水量低,不能维持钛在沸腾醋酸中的钝态;②在环境介质中,钛制再沸器管板接头焊缝长期受交变应力的作用,导致管板焊缝开裂.提出了避免钛制再沸器管板接头腐蚀开裂的4项措施.     

轮胎钢圈开裂失效分析

某公司生产的轮胎钢圈在安装服役15d左右后出现批量开裂现象,采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及断口分析等方法对轮胎钢圈的开裂原因进行了分析。结果表明:该批轮胎钢圈失效为早期疲劳开裂;轮胎钢圈轮辋侧焊缝熔合线处存在机加工刀痕,产生缺口应力集中,加之裂源处焊缝熔深不足降低了其疲劳性能,加速了疲劳裂纹的萌生和扩展,最终导致轮胎钢圈早期疲劳开裂。     

染缸热交换器焊缝开裂原因分析

某纺织公司染缸热交换器在检修过程中发现焊缝及筒体附近母材出现裂纹。通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验和氯离子检测等方法对热交换器焊缝开裂的原因进行了分析。结果表明:该热交换器焊缝及筒体附近母材的开裂模式为应力腐蚀开裂。由于蒸汽冷凝水中氯离子质量浓度过高,在焊接残余应力和工作应力的共同作用下,焊缝发生应力腐蚀开裂。     

Analysis on the Vibration and Cracking Failure of Feeder Pipeline in Ammonia Synthesis Tower

Feeder pipeline of synthetic ammonia power is usually located at a high position. Due to the defects in design and construction, vibration and cracking failure of the connecting pipe are not uncommon. Vibration testing and finite element method (FEM) were applied to the phenomenon of cracking failure of the weld seam at the junction between the feeder pipeline and ammonia synthesis tower. Stress concentration of the weld seam due to the dead weight of the newly added connecting pipe and that of the liquid inside and uncoordinated deformation of the pipeline and tower are the reasons underlying the cracking of the weld seam. The pipeline supporting structure was improved by using FEM. The support frames were arranged vertically to relieve the stress concentration of the weld seam, and as a result, the maximum stress declined by 23.6% at the weld seam. Horizontal supports were installed to the connecting pipe and the elbow, respectively, and the uncoordinated deformation of the pipeline and tower was reduced. The maximum vibration amplitude of the pipeline was reduced by 46.8%. Vibration testing was then performed on the modified structure. The result showed that the vibration of the weld seam was coordinated after improvement, which was favorable for preventing the vibration and cracking failure of the weld seam.     

基于模型修正的钢管焊接结构焊缝损伤识别

摘要：本文提出了一种基于模型修正的钢管焊接结构焊缝损伤识别方法。利用从发射台骨架试验模型获取的模态参数,选择识别结果中精度较好的模态频率作为模型修正的基准频率。通过对待修正参数的灵敏度分析,运用ANSYS和MATLAB软件对有限元模型进行了修正。以实测模态和计算模态之间的误差建立一个带约束边界非线性最小二乘目标函数,将损伤识别问题转化为优化问题,并采用信赖域方法求解该优化问题。以有限元模型焊接结点单元组弹性模量的降低模拟焊缝损伤,并假定了两种损伤工况,通过对发射台骨架模型的数值仿真及试验研究,结果表明本文提出的损伤识别方法识别效果较为理想,为解决这种复杂焊接结构焊缝损伤识别问题提供了新的思路。     

不同强度301L冷轧板激光对焊接头的组织和力学性能

研究了4级强度亚稳态奥氏体不锈钢301L-DLT、301L-ST、301L-MT和301L-HT冷轧薄板激光对焊接头的凝固组织和拉伸性能。激光焊缝以初始铁素体FA模式凝固,热裂敏感性较小;焊缝由垂直熔合线向内生长的柱状晶组成,没有中心等轴晶粒区。焊缝组织中有奥氏体和板条状、骨架状和蠕虫状铁素体,无杂质、热裂纹和析出相。一次铁素体枝晶臂的平均间距约为17.5 μm,平均铁素体量为5.7%(体积分数)。焊缝的硬度为208~241HV,低于301L-ST、301L-MT和301L-HT板材的硬度。301L-DLT和301L-ST板激光焊件的拉伸断裂位置在母材内,301L-MT和301L-HT板焊件的断裂位置在焊缝内,焊缝金属的断裂强度为886 MPa和921 MPa。301L-HT板焊件的塑性较低,其余三种强度冷轧板激光焊件的拉伸性能都达到了JIS G 4305标准中相应强度冷轧301L板材的力学性能。     

高温再热器进口集箱T23钢管接头泄漏原因分析

通过宏观检查、化学成分分析、硬度测试、金相检验等方法,对某电厂超超临界锅炉高温再热器进口集箱T23钢管焊接接头的泄漏原因进行了分析。结果表明:由于T23钢管硬度偏高,加之焊接装配拘束应力较大,使得集箱T23钢管接头在管座角焊缝处萌生裂纹,裂纹不断扩展最终引起蒸汽泄漏。     

组合焊缝对中碳合金钢焊接裂纹的影响

采用Ｙ形坡口裂纹试验和显微分析方法，研究了三种不同的组织焊缝对中碳合金钢焊接裂纹的影响，结果表明，底层焊道熔俣区裂纹为氢致延迟裂纹；底层焊条的合金系统对该裂纹的生成有一定的影响，底层焊道熔合区的马氏体和氢的富集以及大的拘束应力，是裂纹生成的必要和充分条件；提出了防止裂纹产生的用工艺。     

某飞机主减速器后撑杆焊缝断裂原因分析

对某飞机主减速器后撑杆焊缝疲劳断裂原因作了分析。结果表明,焊缝疲劳断裂是由于手工焊接时工艺控制不当,使得焊缝局部受到较严重过热,造成组织粗大,导致焊缝局部疲劳强度降低。     

差厚拼焊管内高压成形焊缝移动规律

为揭示差厚拼焊管内高压成形中的焊缝移动规律,采用有限元数值模拟分析了焊缝移动随内压的变化规律,研究了厚度比、长度比、摩擦系数和硬化指数等因素对焊缝移动的影响.研究表明:差厚拼焊管内高压成形存在焊缝移动,并导致薄管靠近焊缝处出现减薄峰值;焊缝移动随厚度比和长度比的增大而增大,随摩擦系数和硬化指数的增大而减小;减小焊缝移动的合理拼焊管结构为厚度比小于2.0,长度比小于3.5.     

不锈钢焊接凝固裂纹的三维数值模拟

焊接凝固裂纹的产生与否取决于两个方面的因素,材料凝固裂纹阻力和凝固裂纹驱动力,凝固裂纹阻力可以通过实验方法来获得,而凝固裂纹驱动力主要采用有限元计算方法得到.本文通过对SUS310不锈钢,在裂纹敏感温度区间内,焊缝金属动态应力应变场演变过程三维模拟计算的研究,得到了10 mm厚板的凝固裂纹驱动力曲线.利用动态单元再生技术,解决了焊接凝固过程的三个因素-焊接熔池的变形、初始温度的变化和凝固收缩的影响.并且模拟计算得到的驱动力与实验测量的凝固裂纹阻力曲线进行了比较,预测了焊缝金属的凝固裂纹.     

低碳钢薄壁焊管液压胀形行为

为了研究焊管液压胀形过程的变形行为,在管材胀形性能测试系统上进行了不同长径比条件下低碳钢(STKM11A)薄壁焊管的胀形实验,获得了焊管的壁厚分布规律、胀形区轮廓形状、极限膨胀率和应变分布规律。结果表明:管材焊缝区的减薄率仅为2.4%~5.5%,等效应变仅为0.05~0.10,变形程度相对母材区较小,主要发生几何位置移动。环向壁厚的最薄点位于以焊缝为中心的对称两侧士30°位置处。随着胀形区长度增大,管材破裂压力、减薄量、极限膨胀率均发生减小,胀形区轮廓逐渐偏离椭圆形,当长径比达到2.0时,已不再适合用椭圆函数描述。此外,胀形区长度增大过程中,管材从双拉向平面应变状态发生转变,在此基础上建立了焊管的成形极限图。     

Failure investigation of 321 stainless steel pipe to flange weld joint

Failure investigation was conducted on a refinery pipe-to-flange weld joint that suffered cracking. Both the pipe and flange are made of AISI 321 stainless steel. The flange was circumferentially welded to the pipe which is seam welded. The investigation revealed that both the circumferential and seam welds were in sound conditions, namely no evidences of sensitization, lack of weld penetration, and voids or porosities. Thus, welding practices were not suspected to be the cause of failure. The failure of the weld joint was found to have started at the δ-ferrite phase in the flange material and propagated through the circumferential and seam welds. The failure mode was concluded to be chloride stress corrosion cracking synergized by the presence of H₂S. The presence of corrosive compounds in the refinery stream and the residual stresses at the weld joint triggered active anodic dissolution of the δ-ferrite precipitates, resulting in cracking of the material.