X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺研究

为了探究X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺,通过采用不同的焊后在线正火热处理工艺方案进行了试验研究,比对了X70级HFW焊管热处理后组织与性能的变化情况。试验结果显示,中频感应加热正火温度和加热保温时间对焊接区的金相组织和性能有显著影响;910℃保温17 s、950℃不保温正火后,焊接区有硬质相组织,焊缝抗拉强度高,但塑性韧性低;980℃正火后,金相组织粗大,焊缝抗拉强度降低;950℃保温17 s正火后,金相组织为均匀细小的F+P,焊缝塑性韧性提高。试验结果表明,采用950℃正火,在此温度下适当的延长正火保温时间,能够获得良好的金相组织和综合力学性能。     

不同热处理工艺对HFW焊管沟槽腐蚀的影响

为了研究热处理工艺对HFW焊管沟槽腐蚀的影响,采用恒电位阳极极化法测定了20钢HFW焊管在不同热处理工艺条件下的沟槽腐蚀敏感系数,并进行了显微组织分析。结果表明,HFW焊管焊缝与热影响区、母材的电位差是引起沟槽腐蚀的主要原因;通过有效的热处理可以使焊缝、热影响区及母材的组织均匀、晶粒细化,能显著降低沟槽腐蚀敏感系数;不同热处理状态下抗沟槽腐蚀敏感性能为调质热处理(中频感应、电阻炉)加热+水冷焊态。     

HFW焊缝性能优化工艺研究

通过设计局部焊缝中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理、全管体中频感应加热＋热张力减径组合热处理以及在线控制冷却等工艺,研究了J55钢级HFW焊接套管的焊缝性能优化。试验结果表明：焊缝在线局部中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理后空冷或进行控制冷却．可优化J55套管焊缝显微组织分布,细化焊缝组织尺寸,均匀化焊缝硬度分布,提高焊缝冲击韧性．降低沟槽腐蚀敏感系数,但焊缝优化效果低于全管体中频感应加热＋热张力减径＋在线控制冷却组合工艺。单纯依靠全管体中频感应加热后热张力减径或在线控制冷却工艺对焊缝优化效果并不优于单纯局部焊缝中频感应热处理。     

HFW中频热处理线圈结构对加热效果的影响

对高频感应焊管(HFW)中频热处理温度场和电磁场耦合模拟计算结果进行了分析,研究了主线圈凹槽存在与否对钢管焊缝加热温度和升温速度的影响,揭示了主线圈和侧翼线圈之间角度、距离对感应功率和加热效率的影响规律.     

HFW钢管中频处理后直度超标的改进措施

为了提高HFW钢管品质,高频焊接后需要对焊缝进行中频常化处理。针对中频处理后易造成焊管弯曲的现象,采用两台600 k W中频感应加热装置进行了在线焊缝模拟热处理,并对模拟结果进行了分析。分析表明,主要原因为中频温度和焊接速度等相关因素控制不好,焊缝温度高于管体温度,焊缝温度越高弯曲度越大。同时根据现场生产工艺提出了改进措施,即在空冷段增加冷却装置,以此来控制焊管进入水冷箱的温度,防止焊管弯曲度超标,收到了良好的效果。     

HFW钢管焊缝模拟正火热处理工艺分析及应用

针对HFW钢管焊缝力学性能较母材差距较大的现状,为达到焊缝力学性能的技术要求,对焊缝进行了热处理,并通过物理学及金属学原理分析,选择了焊缝模拟正火热处理工艺。应用理论分析得到的指导工艺参数,制定了实际生产中热处理各工艺阶段的工艺参数。在焊缝经过模拟正火热处理后取样进行理化检验,经过金相显微组织分析及理化检验验证,热处理后的HFW钢管焊缝性能符合要求。     

焊缝在线热处理中频感应加热器技术参数的确定

在线焊缝热处理是一种被广泛采用的焊缝处理方法,通过对在线热处理的加热设备－中频感应加热器较为细致的探讨,计算给出了中频感应加热器的两个主要技术参数功率和频率的确定方法。指出功率的确定是由机组的生产率,电效率,热效率以及焊管规格决定,而频率主要由焊管的壁厚决定。     

HFW焊管焊接质量的影响因素分析及应对措施

原材料、成型工艺、高频焊接工艺和热处理工艺是影响HFW焊管焊缝质量的主要因素.通过对HFW焊管原材料的化学成分、夹杂物及带状组织的分析,以明确原材料的采购方案;进一步从焊管的成型工艺、高频焊接工艺、热处理工艺的优化方面进行了详细的分析,指出HFW焊管焊缝的质量是多重因素作用的结果,只有将以上各种因素进行全面、严格的控制...     

中频压辊装置的改进设计及应用

在HFW焊管制造过程中,为了避免中频加热时磁力作用导致的钢管管体抖动,减少启动生产线到中频稳定输出之间的调整时间,提高生产效率,对现有压辊装置进行了改进,设计了一种框式压辊装置。该装置可安装在两中频机架之间,并可以根据钢管不同规格进行上下调节。实际使用结果表明,该中频压辊装置适合Φ219～Φ610 mm所有规格HFW焊管的生产,可有效对中频区域的钢管进行限位,既提高了效率,又保证了焊缝质量。     

接触焊在大中直径HFW钢管的应用优势与关健技术探讨

为了提高我国大、中直径HFW焊管生产焊接工艺,系统综述了国内外HFW焊管发展现状、制管原理和生产工艺,比较分析了生产制备中感应焊与接触焊在质量、工艺及节电等方面存在的异同,指出了接触焊在大、中直径（406 mm、508 mm和610 mm等）HFW焊管生产中的应用优势,并系统论述了接触焊的关键技术,提出了电极与焊机优选、电极摆动臂调节系统与冷却系统设计等关键技术的突破性解决思路。     

HFW焊管无缝化及实现

对比了HFW焊管和无缝管的性能差异,提出HFW焊管无缝化的概念,包括几何无缝化和物理无缝化两个方面.介绍了HFW的焊接机理及焊缝特点,以及实现HFW焊管无缝化的3种物理处理方式,即焊缝在线热处理,焊管整体热张力减径和焊管整体热处理.比较分析了这3种物理处理方式的生产工艺、关键装备及其无缝化效果.     

HFW焊缝组织结构对强韧性的影响

以X60级HFW焊管作为研究对象,分析了焊接区域的显微组织特点;通过测量焊接区域结构参数与力学性能,提出焊接工艺应当保证焊缝熔合线宽度控制在0.05～0.2 mm内.在820℃,870℃和980℃正火后,焊接区域组织粗大,冲击韧性偏低;920℃左右正火后焊缝区域组织细化,力学性能大大提升,通过对比发现在900～930℃...     

抗细菌腐蚀X70钢级HFW焊管性能研究

根据Cu离子进入细菌细胞后破坏生物酶系统原理,在板材中采用超低C、低Mn和主要添加Cu元素成分设计思路,开发出X70钢级抗细菌腐蚀卷板,通过优化HFW制管工艺,开发出抗细菌腐蚀HFW焊管,规格为X70钢级φ50.8 mm ×6.2 mm.金相分析表明,焊缝和母材组织基本实现均匀化,Cu元素在母材和焊缝中分布均匀;压扁试...     

凸台焊接对HFW焊管性能的影响

为解决阀门、仪表和法兰等安装过程中凸台焊机位置不当对HFW焊管整体性能影响的问题,研究了凸台直接焊接对HFW焊管原始残余应力、微观组织的影响。研究表明,HFW电阻焊管上整体残余应力值较小,直焊缝区域残余应力值低于管体区域;凸台焊接后,交叉焊缝附近直焊缝上的轴向和管体上环向残余应力值陡增了2.5和3.8倍,分别为444 MPa和433 MPa;凸台焊接对HFW焊管上表面的侵入宽度为15.167 mm,厚度为3.376 mm,侵入区域出现了链状贝氏体。综上所述,建议在凸台焊接时采用较小的焊接热输入。     

HFW焊管焊缝熔合线宽度的控制

为了合理地控制HFW焊管焊缝熔合线的宽度,提高焊管产品的焊接质量,以某规格3个钢级（B/X52/X60）高频焊管为例,按照API SPEC 5L及GB/T 9711的相关要求对焊缝性能进行了检测,分析了焊管母材化学成分对焊缝熔合线宽度及产品性能的影响。结果表明,HFW焊缝熔合线宽度随管线钢含C量下降而减小;对于焊接管线管,中部熔合线尺寸fn=0.02～0.08 mm,f0 /fn=1.9～2.3,有利于预防加热不充分导致的不良焊接,也利于氧化物正常排出,从而保证HFW焊管产品的质量。     

HFW焊管制管各工序质量控制

HFW焊管具有生产效率高、制造成本低、尺寸形状精度高、外型美观等优点,近5年在焊管行业得到了迅速发展。目前国内建设的HFW焊管机组虽然较多、产能较大,但还存在产品质量不稳定、发展不平衡等问题。结合宝钢HFW焊管生产的实践经验,从可能引起钢管质量问题的焊管段和精整段各工序,如原料准备、成型工艺、焊接控制、焊缝热处理、理化检验等环节进行了分析,提出了各工序对应的质量控制措施,以确保HFW焊管最终的产品质量。     

1FW焊管热张力减径后的组织与性能

采用Gleeblel500热模拟试验及HFW焊管热张力减径试验,研究了热轧制／热张力减径＋调质处理对C—Mn钢HFW焊缝显微组织和力学性能的影响．并采用恒电位阳极极化加速腐蚀试验方法研究了热张力减径＋调质处理对C—Mn钢焊缝区沟槽腐蚀敏感性的影响。结果表明。HFW焊管经热张力减径＋热处理后,焊缝区的组织和晶粒状态同母材一致,且焊缝区的力学性能和抗沟槽腐蚀性能得到显著改善,与母材基本相同,达到了焊缝优化或焊管工程无缝化的目的。     

HFW焊管残余应力分析

采用小孔检测法研究了规格Φ406.4 mm×12.5 mm、钢级L415MB的HFW焊管残余应力的分布情况。试验结果表明,HFW焊管整体残余应力值较小,并且轴向残余应力大于环向残余应力,轴向和环向最大值分别约为母材屈服强度的38%和29%;HFW电阻焊焊缝及其附近区域的残余应力值低于管体区域,轴向和环向残余应力的变化范围分别约为母材屈服强度的24.5%~33.6%和16.4%~21.5%;HFW电阻焊管轴向和环向残余应力的差异呈周期性变化,距离焊缝15°附近时差异最小。试验结果对于HFW电阻焊管在长输管线的应用提供理论支持。     

大中直径HFW焊管机组高频接触焊与高频感应焊的讨论

通过对比国内外大中直径HFW焊管机组高频接触焊与高频感应焊的应用实例及实物性能试验结果,认为大中直径HFW焊管机组采用先进接触焊工艺生产的高频焊管,焊管质量好,节电效果显著;采用先进的接触焊工艺而引发大中直径HFW焊管机组生产线的工艺、设备等变化,将扩大焊管品种,增加金属收得率,降低设备投资,节省电耗;建议尽早开展接触焊等工艺的研究,提高焊管质量,节能减排。     

HFW焊管生产N80Q、P110级套管和油管的工艺开发

介绍了用HFW焊管生产N80Q、P110级套管和油管的生产工艺。该工艺将低合金高强度HFW焊管经过焊后精整、整体调质处理、焊缝和管体探伤、管端螺纹加工、水压试验、通径试验等工艺,生产出了高钢级成品套管和油管。调质生产线是实现用焊管生产高钢级石油套管、油管的关键。在这个生产工艺中,焊管经过调质热处理后,材料组织发生变化,其强度、韧性等力学性能提高,达到了API SPEC 5CT标准的性能要求。