不同焊接方法对NiCrFe堆焊层组织及性能的影响

为了选出适合轴类材料表面划伤修复的最佳技术,分别采用电火花堆焊方法、氩弧堆焊方法及手工电弧堆焊方法在同一焊接母材上进行同类焊接试验,研究了母材至各堆焊层之间硬度的分布情况,并探讨了各堆焊层的组织及合金元素的过渡情况。结果表明,电火花堆焊层与母材合金元素过渡均匀,结合良好,其硬度的变化区域较窄,焊接热影响区的范围最小,利用电火花堆焊技术更有利于成功修复轴类材料表面损伤。     

高压空冷器碳钢管板带极堆焊Inconel625合金层性能

采用带极埋弧堆焊技术在Q345R(HIC)板材表面堆焊Inconel625镍基高温合金层。对堆焊层的力学性能、抗腐蚀性能进行了测试,结果表明:Inconel625堆焊合金层与基材焊接熔合质量好,结合强度高;经过消氢热处理后,堆焊合金材料的抗腐蚀性能没有降低。此项研究可保证高压空冷器具有优良抗腐蚀性能,同时大幅降低设备投资,为国内新型加氢裂化装置高压空冷器研制提供了方法和经验。     

Q235A钢表面TIG堆焊铜合金的组织和性能研究

为了解决Q235A钢表面耐腐蚀性差和硬度低等问题,采用TIG堆焊方法在Q235A钢板上堆焊铜合金,从30组试验中选取堆焊效果好的3组试样进行组织和性能研究,分析堆焊层组织的宏观和微观形貌,比较堆焊层的硬度和耐蚀性。结果表明:铜合金层和母材界面的成分发生了变化,发现基体元素向铜合金层中熔解产生不同形状的泛铁相,钢板表面硬度明显提高,表面堆焊层的耐腐蚀性比Q235A钢母材的耐腐蚀性有显著提高。     

高碳高铬堆焊焊条的研制及其堆焊合金显微组织分析

为了研制具有优良耐磨性能和硬度的高强钢耐磨堆焊焊条,设计了焊条药皮的配方,选用了焊条药皮的渣系,分析了药皮成分对焊接飞溅的影响规律。对研制的堆焊焊条（Fe-Cr-C、Fe-Cr-C-Nb）进行了焊接试验。试验结果表明,焊条药皮元素显著影响堆焊熔敷合金焊缝的气孔、飞溅等性能指标。显微组织分析表明,碳含量及铬－碳比对耐磨合金的碳化物方向、密度等分布状态起到决定性影响,随着其含量的增加,碳化物趋向垂直于堆焊层表面方向分布,合金的显微硬度和耐磨性不断提高,硬度最高值达到63HRC,相对磨损率为0.05;Nb元素的增加对显微硬度影响不大,但能使碳化物得以细化,分布更均匀,可以显著改善合金的耐磨性。     

15CrMo闸阀与TP304管线焊接问题分析及处理

15CrMo闸阀与TP304管线焊接时,接头有较大的淬硬倾向,如果焊材选用不合理,预热温度不够,冷却速度快,H元素来不及溢出并残留在焊接接头,就会使应力集中的部位产生裂纹,针对于此,选用的氧-乙炔焰加热不进行堆焊过渡和电热带加热进行堆焊过渡两种工艺进行了对比。前者加热温度不均匀,焊接时不能连续保持预热温度,没有堆焊过渡,焊缝为多向应力走向复杂,C元素向焊缝直接扩散,同时也加大对焊缝中的有益合金元素的稀释度;后者加热温度均匀,焊接时能连续保持预热温度,工件堆焊为单向应力,拘束度很小,闸阀与堆焊层之间的半熔合区不会受到太大影响, 堆焊时C元素只在堆焊的第一层、第二层扩散,同时也减小了15CrMo对焊缝中有益合金元素的稀释。     

Q235钢板表面堆焊不锈钢改性处理

为了提高Q235钢表面的耐蚀性和硬度等性能,采用TIG堆焊技术对Q235钢进行表面堆焊不锈钢试验,在30个试样中选取堆焊效果较好的4个试样,分析了其组织的宏观和微观形貌,选择15#试样堆焊层进行了腐蚀试验,并与Q235钢板的硬度进行了比较分析。试验结果表明,通过在Q235钢板表面堆焊不锈钢进行表面处理,其表面硬度有明显的提高,堆焊后Q235钢板表面堆焊层的耐蚀性比Q235钢母材的耐蚀性强。     

Q235钢表面TIG堆焊308L不锈钢的组织和性能研究

为了提高Q235钢表面的耐腐蚀性和硬度等性能,使用TIG(非熔化极惰性气体保护焊)堆焊技术在Q235B钢表面堆焊不锈钢。进行了30组试验,选取其中堆焊效果好的4个试样,分析了堆焊层组织的宏观和微观形貌,比较了堆焊层的硬度。结果表明:Q235B钢板堆焊不锈钢进行表面改性后,钢板的表面硬度有明显提高,表面堆焊层的耐腐蚀性能比Q235B钢母材的耐腐蚀性能显著提高。     

气化炉内夹套严重腐蚀分析与预防措施

碎煤加压气化炉开车使用仅半年后,水夹套的筒壁内侧发生局部较大面积的减薄,并伴有穿透性孔洞,导致设备无法正常使用。根据腐蚀表面的形貌,分析了气化炉工作时夹套内壁腐蚀液膜的存在原因,对夹套筒体进行了带有不锈钢S30403和镍基合金Inconel625堆焊层的板材更换。经投产使用,不锈钢S30403堆焊层发生应力腐蚀开裂,分析表明设备所用原煤中的卤族元素是导致设备损坏的主要原因。为此对所有设备进行了夹套Inconel625堆焊层的板材更换,设备安全使用至今并无损坏。从而为气化炉适当改造以适应不同的煤种提出可行的解决方法。     

X65钢管内壁堆焊镍基合金耐蚀层过程的数值仿真模拟

为了提高含硫管道的耐腐蚀性能,通过对ANSYS焊接温度场热源理论和边界条件进行研究,建立了堆焊过程的数学模型和物理模型,对X65钢管内壁堆焊625镍基合金温度场和应力场进行了动态模拟。模拟分析结果显示,焊接温度高达1 700 ℃,堆焊层和钢管界面形成了比较好的熔合;堆焊结构的径向和轴向残余应力均很小,钢管表面残余应力为压应力,最大残余压应力达202 MPa。研究结果表明,采用合理的焊接参数,在X65钢管内壁堆焊625镍基合金层,可保证堆焊结构的可靠性,提高管道的耐腐蚀性能。     

耐蚀耐磨新型钴基合金粉末—SPC合金

许多化工部件要同时承受腐蚀和磨蚀的危害,部件的寿命不仅取决于其表面耐磨性能,更依赖于材料的耐腐蚀性能。重要部件,如机械动密封,大多采用不锈钢表面堆焊司太立特钴基合金来保护。先进国家开发新型耐蚀合金粉末喷焊管状焊丝堆焊等新技术,使零件寿命大幅度提高。我国生产的钴基合金品种少、质量差,耐蚀合金粉末又无研制,因此,大多数采用进口司太立特钴基合金堆焊的生产工艺。堆焊熔池深,元素冲淡率高,加上焊条成份限制,它们的耐蚀性能往往不能满足生产要求,工件使用寿命低。例如上海石化总厂维纶厂凝固液循环泵大型循环泵用     

水下采油树30CrMo钢/625合金异金属腐蚀机理试验研究

针对水下采油树在海水和内部流体长期作用下极易发生腐蚀的问题,借助高温高压反应釜,对流花11–1油田水下采油树的30CrMo钢/625合金的电偶腐蚀和堆焊金属腐蚀分别进行了腐蚀浸泡模拟试验,采用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析了腐蚀产物膜的微观形貌和化学成分,并分析了30CrMo钢和625合金的异金属腐蚀机理。研究发现,水下采油树的30CrMo钢与625合金接触时,30CrMo钢易发生较严重的均匀腐蚀,且接触位置及堆焊焊缝处30CrMo钢存在较严重的沟槽腐蚀。水下采油树不同金属接触腐蚀的原因包括电偶腐蚀和缝隙腐蚀,堆焊修复后热影响区金相组织的不均匀性也会加剧缝隙腐蚀。研究结果表明,水下采油树应尽量避免不同金属接触形成异金属电偶腐蚀体系,修复已发生局部腐蚀失效的水下采油树时应合理选择堆焊材料并进行全覆盖堆焊,避免异金属腐蚀风险。      

镍基合金625+X65复合管的焊接性和焊接工艺研究

针对镍基合金625+X65复合管的镍基合金625与X65低合金钢的化学成分及物理性能差异较大,导致该复合管焊接时易产生热裂纹的问题,通过焊接试验和焊缝防腐蚀试验对镍基合金625+X65复合管的焊接性及焊缝防腐蚀性能进行了试验研究。结果表明,采用适当的焊接工艺参数、选择正确的焊接方法和焊材能够获得性能良好的复合管焊缝,且焊缝表面成形良好,力学性能和抗腐蚀性能均能满足相关标准的要求。     

双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法

目的建立双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,为双金属复合管在高酸性气田现场应用提供依据。 方法针对双金属复合管环焊缝在高酸性环境中的主要腐蚀类型,参考标准Q/SY 06018-2016中冶金复合管直焊缝和堆焊层腐蚀评价内容,确定以晶间腐蚀、抗SCC/SSC性能、点腐蚀、模拟工况腐蚀为评价指标,并通过整管段试验验证评价结果的双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,同时以国产L360/825冶金复合管环焊缝为例对建立的评价方法进行验证。 结果通过使用建立的方法对L360/825双金属复合管环焊缝耐蚀性能进行评价,验证了评价方法有效可靠,评价结果显示L360/825双金属复合管环焊缝具有良好的耐蚀性能。 结论建立的评价方法可以直接应用于高酸性气田用双金属复合管的环焊缝耐蚀性能评价,为双金属复合管的现场应用提供依据。      

大型阀门耐腐蚀层的堆焊与加工工艺研究

为了提高碳钢铸造阀体内部的耐腐蚀性能,需要在其内表面堆焊耐腐蚀层。对DN500阀体进行三维实体建模,估算出阀体质量及内表面积。设计了阀体内表面的堆焊工艺,通过堆焊厚度和内表面积估算出焊条用量,又设计了阀体配合面的堆焊与加工工艺,对加工尺寸链进行计算,既保证了配合精度,又保证了耐腐蚀层的厚度。结果表明,通过对大型阀门的三维建模,估算制造成本的方法是可行的并具有实际工程意义;配合表面的堆焊与加工工艺能够在保证耐腐蚀层厚度的基础上达到配合要求;采用普通铸钢并堆焊耐腐蚀层制造的阀体,比全不锈钢阀体成本可降低30%以上。     

钛合金在油气勘探开发领域的应用前景

钛合金以其优异性能,已广泛应用于航空、航天、船舶、化学化工、医疗、海洋工程和石油石化等各个领域,引起了全球研究者拓展钛合金应用领域的研发热潮。钛合金具有低密度（20 ℃密度4.506~4.516 g/cm3）、高比强度、优异的耐蚀性及抗冲击性能、较高的经济性等特征,与其他金属材料相比具有明显优势。尽管应用于油气勘探开发领域时存在耐蚀局限性、腐蚀电位高等方面的问题,但钛合金钻杆、油套管、输送管线等已在积极研发并投入试验。随着钛合金成本的不断降低以及加工制造技术的发展,其在石油天然气勘探开发中的应用将会越来越广阔。     

ASTM A519 Gr.4130SR表面堆焊Inconel625镍基合金焊接工艺研究

为了使ASTM A519 Gr.4130SR钢材表面堆焊Inconel625镍基合金焊接接头的硬度等力学性能及化学成分符合标准要求,应用手工氩弧焊（GTAW）,采用合适的焊接参数在Φ140 mm×18.41 mmASTM A519 Gr.4130SR钢管表面堆焊Inconel625镍基合金,并对焊接接头进行焊后热处理。焊后按标准要求对焊接接头进行弯曲试验、硬度试验及堆焊层化学成分分析。试验结果表明,堆焊焊接接头力学性能及堆焊层化学成分满足相关焊接工艺评定标准的要求,焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数及焊后热处理工艺合理。     

铸铁表面堆焊Co基合金的组织和性能研究

为研制耐高温高压H2S/CO2腐蚀的卡瓦材料,采用表面堆焊方法在HT200灰口铸铁表面堆焊Co基合金,利用光学显微镜、扫描电镜(EDS附件)、X射线衍射仪和硬度计测试分析了堆焊层的组织结构和硬度。分析结果表明,堆焊层组织主要是由树枝状的γ-Co固溶体和共晶组织(γ-Co固溶体+片状M7C3(M=Cr、W、Fe))组成。从堆焊层至基体,硬度降低,堆焊层硬度高达750HV左右,熔合区的硬度大约为380HV,基体硬度为280HV左右。     

某输油管道腐蚀穿孔失效原因分析

为了研究某输油管道腐蚀穿孔的失效原因,对腐蚀穿孔管段进行了理化性能检测以及腐蚀产物分析。结果表明,管道腐蚀穿孔失效主要是由于管道内壁垢层下方发生严重局部腐蚀而造成。由于穿孔处管段位于管线下坡的低点处,且油管内介质流速很低,在输送过程中管内油水在穿孔处管段底部会发生分层,导致管段底部的管壁与水接触而发生较为严重的腐蚀;并且介质中的砂石颗粒也易于在该处沉积,砂石颗粒与腐蚀产物膜相互掺杂形成了较厚的垢层,垢层表面存在较多孔洞,有孔洞的垢层下方更容易发生局部腐蚀,从而导致管体腐蚀穿孔。