螺旋埋弧焊管自动补焊工艺研究

针对螺旋埋弧焊管焊缝缺陷人工补焊的不确定性,采用X52钢级Φ610 mm×8 mm、X70钢级Φ1 016 mm×17.5 mm、X80钢级Φ1 422 mm×21.4 mm螺旋埋弧焊管,模拟生产中常见的穿透性缺陷、非穿透性缺陷进行自动埋弧焊补焊试验。试验结果表明,补焊焊缝的外观质量、无损检测、理化性能、金相组织等各项指标均优于标准要求。自动补焊工艺可减少施焊过程中的人为干预,稳定焊接质量,提升焊接效率。该工艺可满足多项标准的管线修补要求,在焊管行业推广应用具有可行性。     

钢管超声波探伤通孔与刻槽校验灵敏度差异原因探究

针对HFW焊管在线焊缝超声波探伤对点状裂纹和夹杂类缺陷敏感度不高现象,通过对比试验发现,在60%波高下,在线焊缝超声波探伤Φ3.2 mm竖通孔校验灵敏度高于10%壁厚刻槽校验灵敏度。研究表明,导致其异常的原因为探头相对钢管发生纵向偏转。通过对现场设备进行改进,解决了多年来焊管生产线在线焊缝探伤与离线焊缝探伤结果存在差异的问题,保证了焊管生产线产能的提高。     

某直缝埋弧焊管焊接缺陷原因分析

为了分析某直缝埋弧焊管焊接缺陷产生的原因,采用X射线检测、磁粉检测、弯曲性能检测等方法对含缺陷直缝埋弧焊管进行了分析,并对磁粉检测发现的纵向磁痕处进行了扫描电镜及能谱分析。研究结果表明,距离管端约70 mm处直焊缝热影响区外表面存在深度为0.122 mm的冷裂纹,该裂纹是由于焊接接头承受较大的拘束应力所致。建议有效减小焊接应力,同时调整焊缝冷却速度以改善焊缝组织,从而防止冷裂纹的形成。     

螺旋埋弧焊管焊缝热裂纹的形成与预防

阐述了螺旋埋弧焊管焊缝热裂纹缺陷的检验特征及形成原因,分析认为：焊缝金属中存在液态薄膜和焊缝结晶过程中受到拉伸应变共同作用是螺旋埋弧焊管焊接热裂纹产生的主要原因,液态薄膜是产生热裂纹的内因,拉伸应力是产生热裂纹的外因。并从钢板和焊接材料化学成分的控制、钢管成型过程控制、焊接工艺控制等方面提出了消除热裂纹的措施。     

X70螺旋缝焊管焊缝横向裂纹分析

动载荷条件下服役的管道,裂纹尖端会产生应力集中,且有很强的扩张延伸趋势,给管线的安全运行带来隐患。通过化学分析、力学性能试验、金相组织分析、断口电镜扫描分析以及能谱分析等对某钢管厂生产的螺旋焊管出现的内焊缝横向裂纹产生的原因进行了分析。分析结果表明,裂纹产生的原因是由于焊缝中存在氧化物夹杂裂纹源,且内焊缝组织存在淬硬组织,在较大的残余应力下产生开裂。最后,提出了预防类似裂纹产生的建议。     

E355钢焊管裂纹失效分析及改进措施

针对汽车转向轴用E355钢焊管裂纹问题,通过金相组织分析和扫描电镜分析等试验方法对钢管进行了失效分析。分析结果显示,裂纹为沿钢管轴向裂纹,位于钢管外壁母材处,焊缝位置无开裂;焊管基体带状组织严重;原始裂纹处主要以铁氧化物为主,且O含量最高为14.42%,氧化程度较轻。研究表明,焊管基体带状组织严重是导致钢管裂纹的重要原因,建议从控制热轧酸洗板原料连铸板坯偏析缺陷着手,优化冶炼工艺,有效降低焊管裂纹缺陷。     

X80M级准1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管全壁厚补焊工艺研究

利用夏比冲击、显微硬度和拉伸试验对6种焊材在相同补焊工艺下的全壁厚刨透补焊焊缝进行了性能对比研究,筛选出焊缝性能较优的对应补焊焊材。并以此焊材作为X80M级φ1219 mm ×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷手工修补用专用焊材,进行了不同补焊工艺参数的全壁厚刨透补焊试验,并对补焊焊缝进行低温冲击试验,通过比较确定出X80M级φ1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管全壁厚刨透补焊工艺方案。结果表明,上海焊接器材厂生产的SH J557焊条用于X80M级φ1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷全壁厚刨透手工修补更为合适,各项性能指标更高;确定的补焊工艺参数合理可行,确保了补焊焊缝的质量和钢管的批量化生产。     

X80M级Φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊管全壁厚补焊工艺研究

利用夏比冲击、显微硬度和拉伸试验对6种焊材在相同补焊工艺下的全壁厚刨透补焊焊缝进行了性能对比研究,筛选出焊缝性能较优的对应补焊焊材。并以此焊材作为X80M级准1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷手工修补用专用焊材,进行了不同补焊工艺参数的全壁厚刨透补焊试验,并对补焊焊缝进行低温冲击试验,通过比较确定出X80M级准1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管全壁厚刨透补焊工艺方案。结果表明,上海焊接器材厂生产的SH J557焊条用于X80M级准1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷全壁厚刨透手工修补更为合适,各项性能指标更高;确定的补焊工艺参数合理可行,确保了补焊焊缝的质量和钢管的批量化生产。     

薄壁直缝埋弧焊管焊缝结晶裂纹分析与控制

在X70钢级、508mm×7.1mm规格直缝埋弧焊管生产中,检验时发现在部分钢管的焊缝中存在纵向裂纹,取样后经金相检验证实该裂纹为结晶裂纹.通过采取降低焊接电流、提高焊剂碱度及适当调整管型等工艺措施后问题得到了改善,为薄壁直缝埋弧焊管的生产积累了经验.     

X70管线钢管环焊缝宽板拉伸试验

利用宽板拉伸试验方法,结合有限元模拟分析,对X70管线钢管环焊接头进行了缺陷评估试验。研究了含有尺寸为3.5 mm×50 mm裂纹缺陷的焊缝在拉伸试验过程中受力变形及裂纹张开变化行为,并结合金相组织分析,评估了带缺陷焊缝的安全性。结果表明,采用适当焊接工艺的X70高强匹配环焊缝,在含有3.5 mm×50 mm尺寸裂纹缺陷情况下,管道整体轴向应变可达3.2%,裂纹不发生失稳扩展,缺陷依然可靠。     

基于ANSYS Workbench的钢管柔性连接有限元分析

针对钢管对接环焊时,焊接工序复杂、焊缝可能会产生裂纹等缺点,设计了一种新型钢管柔性对接方式。采用solidwoks三维绘图软件建立实体模型,并应用ANSYS Workbench有限元分析软件对钢管实际工况进行仿真,对O型密封圈采用二参数Mooney-Rivlin超弹性材料模型并应用第四强度理论进行计算,得出钢管所承受的最大等效应力为55 MPa、最大径向应力为10.4 MPa、最大轴向应力为13.9 MPa,最大等效应变为2.96×10-4 mm。分析结果表明,钢管采用柔性对接时,钢管所承受的应力和应变均在许用范围之内,满足强度要求,不会出现泄露现象。说明该柔性连接方式安全可靠。     

20钢管和1Cr18Ni9Ti钢管气焊缺陷分析及防止措施

对20钢和1Cr18Ni9Ti钢钢管进行水平固定加障碍气焊,焊接后按JB/T 4730—2005标准对焊缝进行100%射线检测,结果发现形成的缺陷有:未焊透、气孔、裂纹、内凹。对这些缺陷形成的原因进行了详细的分析,并给出了切实可行的改进方法。对气焊后的异种钢管进行了热处理,做了拉伸、弯曲等力学性能试验,试验结果满足标准要求,焊接接头质量良好,证明了对异种钢管气焊缺陷形成的分析及防止措施是正确的,有针对性的。     

X80螺旋埋弧焊管内焊缺陷研究

针对X80螺旋埋弧焊管焊接过程中产生的结晶裂纹,通过金相及剥离试验的方法,研究了缺陷内部不同位置的形貌特征以及裂纹的形成机理。从裂纹形成的冶金因素和成型工艺因素角度,提出了解决问题的具体工艺措施,即:调整焊垫辊至合适位置;切除卷板严重翘曲区域;减小内焊熔池金属与邻近母材区域的应力集中;采用合理的焊丝、焊剂匹配,减少焊丝、焊剂中的C,S和P含量,降低产生结晶裂纹的可能性。     

某电厂二级再热器T91钢管焊接接头裂纹分析

为了避免T91钢管焊缝断裂事故的发生,以某电厂二级再热器T91钢管焊接接头渗漏现象为例,通过化学成分分析、宏观及微观组织分析、显微硬度试验对焊缝开裂原因进行了研究。结果显示:母材及熔敷金属化学成分满足相关标准要求,焊缝组织为粗大的马氏体,焊接热影响区的硬度明显高于焊缝的硬度,裂纹起源于焊接接头热影响区外壁的粗晶区,符合冷裂纹特征。研究结果表明,T91钢管焊接接头的环向开裂是由于焊接线能量太大或现场焊后热处理温度不符合标准要求造成的,除严格执行焊接工艺、控制线能量外,应合理布置加热带及控温热电偶的位置来保证热处理温度。     

高钢级螺旋埋弧焊管补焊工艺研究

为了分析L555M钢级Φ1 219 mm×16 mm螺旋埋弧焊管补焊焊缝的性能,采用夏比冲击试验、显微硬度分析、焊缝全壁厚弯曲和拉伸试验对补焊焊缝的性能进行了对比研究。结果表明,J557低合金钢焊条和开发的补焊工艺完全适合于L555M钢级螺旋埋弧焊管焊缝缺陷的手工修补,且补焊焊缝各项性能均达到标准要求。补焊焊缝表层熔敷金属微观组织为先共析铁素体(PEF)+针状铁素体(AF)+少量珠光体(P),随着熔深的增加,组织转变为粗大PF+少量P。     

X70海洋管阻力曲线的测定研究

为了测定X70海洋管的阻力曲线,并以此来描述材料的断裂行为,采用多试样法对X70海洋管焊接接头进行低温CTOD试验,分别在0℃测试焊缝、热影响区和母材的断裂韧性并拟合阻力曲线,得到启裂韧度δ_(0.2)。通过类比法,确定最小允许值为0.2 mm较为妥当。X70海洋管焊接接头启裂韧度δ_(0.2)均值大于0.2 mm,显示韧性良好。结果表明,其具有良好的抗开裂性能,可免除焊后热处理,节约成本,试验结果为有效评价X70级直缝埋弧焊海洋管焊接接头提供了可靠依据。     

X80M钢Φ1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管导向弯曲不合格原因分析

针对X80M钢Φ1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管生产中出现的导向弯曲试验不合格现象,通过钢管性能分析、热模拟试验分析、焊接参数分析及微观组织分析等手段,对出现导向弯曲不合格的原因进行了系统、全面的分析,得出了以下结论:厚壁螺旋埋弧焊管生产时易出现热影响区软化;厚壁螺旋埋弧焊管卷板订货时强度不宜过高;螺旋埋弧焊管卷板板边的夹杂物缺陷在弯曲应力作用下,易形成脆性断裂区,最终导致开裂。通过控制焊接热输入、合理制定卷板强度范围、调整板边铣削量等手段可避免此类缺陷的产生。     

一种新型集输管线用内衬钢管螺纹接头密封性能研究

目前油田集输管线采用焊接方式连接,管道运行较长时间后其内壁会发生较严重的腐蚀,焊接处焊缝会出现各类缺陷。为了解决钢管内部腐蚀和管道焊接所带来的问题,设计了一种新内衬钢管接头,并通过静水压试验测试其接头的密封性能。选取3组新型Φ73 mm×5.51 mm J55钢管螺纹接头和镀镍接箍,进行静水压试验。试验结果为:三组试样未发生泄漏,螺纹未发生变形最高压力57.8 MPa。经过静水压试验,所设计接头的密封性符合API Spec 5CT-2018的要求。