深水浮体平台焊接结构疲劳性能测试方法

为了解决现有规范对深水浮体平台复杂焊接结构疲劳设计的适用性难题,攻克了多种复杂载荷下多油缸协同控制技术瓶颈,研制了国际首台套双轴拉压 + 双轴弯曲复合加载的结构级疲劳测试装置与拉压 + 弯曲复合加载的全板厚焊接节点疲劳测试装置,并建立了空气、海水自由腐蚀、阴极保护腐蚀等多种环境下标准试样的材料级疲劳性能测试方法,构建了多尺度、多环境、多荷载的“材料级-节点级-结构级”焊接结构疲劳测试试验平台,可为中国发展超深水浮体平台在南海复杂恶劣海洋环境下的疲劳设计验证提供有力支撑.     

大型储罐倒装法施工立缝和环缝的组对工艺

介绍了大型储罐倒装法施工立缝和环缝的组对工艺.倒装法采用先提升上层罐体,再围下层壁板的施工顺序.围下层壁板的同时,组对立缝;立缝焊接完成后组对环缝,且环缝组对不用定位焊.相对于正装法,倒装法施工立缝和环缝的组对效率有较大提高.     

深水钢悬链立管环焊缝CTOD与HIC试验研究

为解决钢悬链立管(SCR)在深水服役环境中承受巨大载荷产生的断裂危险及介质酸化导致氢致开裂问题,针对钢悬链立管环焊缝开展裂纹尖端张开位移(CTOD)及氢致开裂(HIC)试验研究。结果表明,采用CMT冷金属过渡封底、脉冲模式填充盖面的全自动GMAW焊工艺开发SCR环焊缝CTOD与HIC试验性能均满足SCR焊接规格书要求;在测试温度为0℃条件下,焊缝中心CTOD值的最小值为0.66 mm,平均值为0.71 mm,热影响区CTOD值的最小值为1.25 mm,平均值为1.28 mm;经过HIC试验后试样的裂纹长度比率、裂纹高度比率、裂纹敏感率三项指标均为0。     

双丝气电立焊厚板立缝焊接技术的研究

研制厚板立缝优质高效焊接装备是当前焊接领域亟待解决的实用技术问题,本文分析了厚钢板立缝焊接所面临的关键技术,叙述了采用双丝气电立焊方法解决厚100mm钢板立缝焊接试验过程中的问题,总结了取得成功的经验,明确了需进一步努力的方向,为最终攻克厚板立缝气电立焊焊接技术难题奠定良好基础.     

海洋柔性立管用钢的疲劳断裂行为

采用GPS100高频疲劳试验机研究了海洋柔性立管用钢在温轧工艺下的疲劳断裂行为。结果表明,海洋柔性立管用钢疲劳寿命随加载应力幅的升高而不断下降;疲劳裂纹产生于试样表面,裂纹源区可见变形带及河流花样,裂纹扩展区存在大量二次裂纹,瞬断区疲劳裂纹呈韧性断裂特征。在疲劳裂纹扩展过程中,裂纹的扩展能力因大角度晶界的铁素体和高强度贝氏体的相互作用而受到限制,同时在晶界处形成的二次裂纹同样可减缓扩展速率,达到提高疲劳寿命的效果。     

大直径厚壁管气电立焊焊接技术研究

研究开发了大直径厚壁管气电立焊焊接工艺，大幅度提高了焊接生产率，且焊缝成形美观，质量优良，稳定。     

错边对钢悬链立管横焊接头疲劳性能的影响

采用填丝TIG方法进行了不同错边量的立管环缝横焊试验,对其接头试样在80,120和175 MPa应力范围下进行了疲劳试验,研究错边对横焊环缝接头疲劳性能的影响. 结果表明,错边方式对横焊接头疲劳裂纹起裂位置有重要影响,“上错边”接头的疲劳裂纹主要从根部焊趾上侧起裂,无错边接头的疲劳裂纹主要从根部焊趾下侧起裂,而“下错边”接头的疲劳裂纹则全部从根部焊趾下侧起裂;在相同应力范围下,试样的疲劳循环周次随错边量的增大而降低,当错边量超过0.60 mm后,疲劳循环周次会显著下降.     

中径管环缝焊接定心内撑工装设计

讨论了影响中径薄壁筒的高精度筒体环缝对接焊形位公差的装夹因素,认为焊前装配质量主要由同轴度与圆度来评价而装夹系统的刚性和内撑环的出力是保证焊前装配质量的关键因素.在此基础上利用四杆机构和浮动心轴,实现了一种可自动补偿内径差的定心内撑焊接工装,以用于中径管环焊缝.     

镁合金疲劳性能的研究现状及展望

总结了近些年镁合金疲劳性能的研究,阐述了镁合金疲劳裂纹萌生和扩展理论,介绍了显微组织、冶金因素、环境介质、平均应力、温度等方面对镁合金疲劳性能的影响情况,归纳了提高镁合金疲劳强度和疲劳寿命的主要手段：表面形变强化、表面涂层处理、原料质量的改善以及晶粒细化等。展望了镁合金疲劳性能的研究前景。     

数值计算模拟工艺参数对管道环焊缝残余应力的影响

以热——弹塑性理论为基础,建立了厚壁管环焊缝残余应力的二维轴对称有限元模型,利用ANSYS有限元程序分析了三种焊接工艺参数对管道环焊缝残余应力的影响,计算中考虑了材料热物理性能参数和力学性能参数的温度相关性.结果表明,管道内表面焊缝和近缝区的轴向和环向残余应力均为拉应力,而管道外表面焊缝和近缝区的轴向残余应力和环向残余应力均为压应力;接头内表面应力水平高于外表面;残余应力的最大值均位于距管道外表面一定距离处,其数值接近于材料的屈服应力;随着焊接热输入的增加,残余应力峰值变化不大,塑性变形区宽度增加.     

核电站波动管对接焊缝微裂纹分析

针对核电站复合钢波动管对接焊缝所出现的裂纹,从焊接冶金和力学的角度分析了微裂纹的形成.分析指出:奥氏体钢焊缝的导热系数小而线膨胀系数大,凝固过程中收缩量大,波动管的拘束度大,在奥氏体焊缝内形成较大的拉伸力,增加了复合钢波动管焊接的热裂纹敏感性.在波动管焊接施工过程中应采取有效措施防止热裂纹的产生.     

环焊缝开裂原因分析

调查了环焊缝发生开裂的情况,通过断口分析、性能测试、有限元估算及失效评估方法对开裂原因进行了分析及验证。结果表明,环焊缝开裂是由于存在焊接缺陷,焊缝局部韧性过低,并且在附加弯曲应力、运行压力、焊接残余应力的共同作用下引起的脆性断裂。     

焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力场的影响

采用红外热成像仪测量了P92钢管道在焊接过程中的温度场分布,由此获得P92钢焊接过程的温度循环曲线;采用有限元方法模拟了P92钢管道多层多道焊的整个焊接过程,获得焊接温度场分布,与P92钢焊接温度场实测结果吻合良好,验证了模拟计算的准确性;采用间接法,利用温度场结果计算了P92钢管道环焊缝焊接形成的残余应力场,并重点分析了焊后热处理前后的焊接残余应力变化情况.结果表明,焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力具有明显的消除作用,但不能完全消除,焊缝中依然存在较大的拉伸残余应力.     

高钢级管道环焊缝裂纹失效分析

含裂纹缺陷的环焊缝失效分析,是解决X70及以上高钢级管道环焊缝质量风险的必要环节。文中对现阶段含裂纹缺陷的环焊缝排查和失效分析进行了梳理和成果总结分析,及时发现问题和规律,为后续安全管控和裂纹机理研究提供参考。已有失效分析规律总结如下：X70及X80管道环焊缝裂纹以根焊开裂形式为主;变壁厚、管道顶部和底部等位置容易发生环焊缝裂纹缺陷,焊接施工和缺陷无损检测及评判时应重点关注,尽量避免漏评误判;焊瘤、错边、余高等外观检测指标超标,导致环焊缝成形较差,影响裂纹缺陷的检出并加重根焊位置的应力集中。基于上述规律,建议对新建管道需加强针对管道环焊缝外观检测、根焊裂纹检测工艺。而对于在役管道,重点防范弯曲等附加载荷影响,依托环焊缝裂纹失效分析,进一步研究环焊缝裂纹形成的微观机理和控制参数。创新点： 首次系统总结了当前国内含裂纹缺陷的环焊缝失效分析流程和结果,揭示了环焊缝裂纹缺陷出现的现象和规律,并针对新建管道和在役管道环焊缝开裂失效分别提出了针对性安全管控措施建议。     

长输管道环焊缝缺陷返修

随着长输管道钢级的提高、壁厚减薄,管材的可焊性越来越低,对管道工程建设质量的要求也越来越高。返修作为管道焊接的最后一道工序,也是最主要的工序,返修质量直接决定着焊接工程的综合效率。详细分析长输管道缺陷的形成和返修工艺,以及操作者需要注意的事项。剖析典型案例,针对不同类型的缺陷,返修时操作手法和工艺也不同。为管道焊道的返修提供一定的参考和借鉴。     

Static and fatigue performance of weld bonded dual phase steel sheets

Abstract

Lap joints of dual phase steel sheets of 1·0 mm were prepared by adhesive bonding, spot welding and weld bonding processes using a one component epoxy base structural adhesive. Mechanical properties of the joints were evaluated by tensile shear and fatigue tests. The size of the weld nugget for both spot weld and weld bond was measured for different welding parameters (current, time) and compared. For identical welding parameters, weld bonded nuggets exhibit higher nugget diameter. Tensile shear strength of weld bonded joints is 40 and 58% higher than spot welded joints and 15 and 39% higher than adhesive bonded joints and for DP590 and DP780 steels respectively. Considering 10⁶ cycles, the endurance limit of weld bonded joint is much higher than spot welded joint but smaller than adhesive bonded joints. Overall the performance of weld bonded joints is superior to those of resistance spot welding.     

Thermal analysis of the girth weld of an elastomeric diaphragm tank

The finite-element thermal analysis of the welding process of a titanium-alloy tank with an elastomeric diaphragm is described. The analysis takes into account the latent heat due to phase changes, the dependence of the material properties with temperature and the effects of the convection in the weld pool. The model is calibrated and validated by comparing its predictions with experimental results from the welding of AISI 304 specimens. The comparison between the model and the experimental results is made in terms of the temperature fields and the dimensions of the weld molten pool. The time evolution of the temperature in the experiments is monitored using thermocouples and a thermographic camera. The molten pool dimensions are measured via macro etching. The girth weld of the tank is analyzed for various hypotheses for the efficiency of the contact heat conduction between the hemispheres and the diaphragm-retaining ring. The results show the convenience to include a heat sink to the welding setup in order to guarantee the thermal integrity of the elastomeric diaphragm.     

国产PIW48管道内环缝自动焊机焊接技术应用

在石油天然气长输管道建设中,环焊缝的质量严重影响着管线的使用寿命.根焊道的质量和内部成形不仅是环焊缝焊接过程的重中之重,而且直接影响着管线的使用效率和寿命.采用中国石油天然气管遭科学研究院设计的PIW48管道内环缝自动焊杌进行长输管线焊接,可以保证焊缝内部成形,提高工作效率,降低劳动强度.详细介绍了PIW48管道内环缝自动焊机的基本构成,并叙述了PIW48管道内环缝自动焊机在长输管线焊接中的技术应用.