未焊透对焊接接头强度和寿命的影响

压力容器焊接缺陷的安全评定一直是人们关注的问题。本文研究了单面焊未焊透对压力容器用钢焊接接头强度和寿命的影响,给出了含未焊透缺陷焊接结构的极限载荷和疲劳扩展寿命的估算方法。     

丁字形焊接接头疲劳强度的预测

以焊接结构常用的丁字形接头为例，采用有限元数值模拟研究方法，分析了SS400超细晶粒钢焊接接头未焊透对疲劳寿命和疲劳强度的影响。结果表明，未焊透的存在和未焊透尺寸增大，会加速疲劳裂纹的扩展，降低接头的疲劳强度。研究模型可定量预测焊接接头的疲劳级别。     

锅炉未焊透椭圆接管结构应力数值分析

应用有限元法对未焊透的椭圆接管结构进行了应力数值分析,并应用压力容器分析设计法,对该结构进行了疲劳分析,得出结构因未焊透缺陷导致疲劳破坏。     

大壁厚螺旋埋弧焊管超声波串列式自动扫查的应用

为了提高中俄东线天然气管道用X80钢级Φ 1 422 mm×21.4 mm大壁厚螺旋埋弧焊管焊缝中部缺陷的检出率,针对常规自动超声波探伤反射回波低、存在漏检风险等问题,采用增加串列式探头组合扫查方法,实现对焊接接头中部位置可能出现的钝边未熔合、钝边未焊透等垂直检测面方向的面积型缺陷的准确检出。试验结果表明,串列式探头的应用形成了焊缝中部独立声束扫查,有效地提高了钝边未熔合、钝边未焊透等缺陷的检测可靠性,使产品质量得到了保障。     

深水SCR X65管线钢环缝无衬垫全自动GMAW焊接接头疲劳行为

对钢悬链线立管X65管线钢进行无衬垫全自动熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW),然后对焊接接头开展疲劳试验。疲劳试验载荷值根据API RP 2A-WSD的规定进行设定,为了弥补小尺寸试件焊接残余应力的释放,对焊接后的管子测试残余应力,将残余应力作为平均应力进行考虑。在疲劳试验后,采用扫描电镜进行疲劳断口分析。试验结果表明,X65管线钢环缝无衬垫全自动GMAW焊接接头在高、中、低3个应力水平下的疲劳寿命最低值和平均值均高于API RP 2A-WSD标准的要求,疲劳断裂以盖面焊缝焊趾断裂为主。疲劳断口分析结果表明,部分试件盖面焊缝焊趾处存在微咬边缺陷,根部焊缝存在微小未熔合缺陷。     

含缺陷模拟试块的超声相控阵检测能力探讨

应用超声相控阵检测便携式成像设备SyncScan16PT,以预置未熔合、未焊透、裂纹、气孔及夹渣等缺陷的人工模拟试块为研究对象,将相控阵探头放在4个不同位置进行了无损检测分析。结果表明,超声相控阵检测方法可以检测出预置的缺陷类型,缺陷位置、长度以及深度等信息。相比未熔合、气孔、裂纹、夹渣等焊接缺陷,超声相控阵检测方法对未焊透缺陷的检测更敏感,4个不同的探头位置均能检测出未焊透缺陷。试验数据可为超声相控阵检测技术的应用推广提供参考。     

低热输入多丝埋弧焊工艺研究

研究开发出了一种新型高强度、大壁厚UOE钢管埋弧焊工艺。该工艺采用小直径焊丝作为多丝焊的前丝(第1丝),将焊接热输入降低25%,细化了热影响区原始奥氏体的晶粒尺寸,从而提高了API X65钢级大壁厚管线钢管焊缝热影响区的韧性。试验结果表明,该工艺可以实现焊接接头完全焊透,同时具有充足的熔敷金属,达到了与传统方法相同的熔深。通过超声波和射线检测,焊缝均未发现未焊透、夹渣等焊接缺陷,焊缝形貌良好。     

焊缝无损检测中未焊透与未熔合的识别

未焊透与未熔合是油气输送管道对接焊缝的常见缺陷,且危害性较大.介绍了未焊透与未熔合缺陷的概念及其特征,分析了未焊透和未熔合缺陷的危害及产生原因.为了能正确辨识焊缝中的未焊透和未熔合缺陷,避免漏检、错判并能准确地判别检测结果,提高缺陷的检出率,给出了超声波检测和X射线检测对该类缺陷的识别方法.最后,提出了预防焊缝中产生未...     

工业管道未焊透及缺陷等级评定浅析

在工业管道的定期检验中,发现一起管道对接焊缝未焊透缺陷,在此基础上作者分析了未焊透缺陷产生的原因,并对发现的未焊透缺陷进行安全状况等级评定,经评定,该管道能够继续使用。     

重整03PPH56—24临氢管道缺陷的安全评定

应用ＡＳＭＥ ＩＷＢ－３６５０压力管道缺陷评定规范，对以单面整圈未焊透为主要缺陷的重整临氢管道进行了安全评定，提出了有一定深度的未焊透焊缝在特定条件下使用的可能性。通过评定分析，放宽了对体积型缺陷的限制，可以避免盲目返修，使一大批有超标缺陷的管道的服役问题得到了解决。     

微型剪切试验法评定管线钢及其焊接接头性能的研究

采用一种新型的金属材料及焊接接头力性能试验方法－微型剪切试验，研究了Ｘ６０和Ｘ５０管线钢及其螺旋埋弧焊焊接接产砂的微剪强度，微剪塑性，微剪韧性等性能参数，研究结果表明，微型剪切试验可以准确地评定出实际焊接接头的局部力学性能及其变化规律，且试验费用少，试验过程方便，所评定出结果可与常规的试验方法获得较好的一致性。     

海洋平台用钢板状焊接接头的低温疲劳试验

在ＰＬＧ－３００ＫＮ高频疲劳试验机上配备低温环境室及其控制系统，对海洋平台用钢（Ａ５３７）焊接接头在低温和室温下进行了疲劳试验。试验结果表明：在高应力幅区，当应力幅值大于低温安全临界应力幅值时，低温环境会降低焊接接头的疲劳寿命，安全性差；在低应力幅区，当应力幅值小于低温安全临界应力幅值时，低温环境反而会增加焊接接头的疲劳寿命，安全性好。在低温环境中，大的交变载荷对接头的疲劳强度影响很大。     

焊缝余高及去应力退火对X80钢管焊接接头疲劳性能的影响

采用MTS Landmark 370型疲劳试验机研究了焊缝余高和去应力退火对X80大变形管线钢管焊接接头的拉-拉疲劳寿命的影响;采用显微硬度计和扫描电镜分析了焊接接头的硬度及疲劳断口形貌。结果表明:去除焊缝余高和去应力退火处理能够延长X80大变形管线钢管焊接接头的疲劳裂纹萌生寿命,提高其疲劳寿命;疲劳裂纹在内焊缝的焊趾处或者紧邻熔合线的热影响区萌生;焊缝余高引起的应力集中和热影响区软化是影响疲劳裂纹萌生的关键因素。     

钻杆应力-疲劳寿命曲线试验研究

钻杆的疲劳失效是引发钻井井下事故的主要原因,因此有必要对钻杆的应力-疲劳寿命曲线进行试验研究。采用旋转弯曲疲劳试验机,研究了常用的S135和G105钻杆的疲劳性能;采用疲劳寿命对数正态分布模型,得出了任意存活率对应的应力-疲劳寿命曲线;采用直接外推法和2m-1外推法将疲劳曲线延伸到长寿命区域,并将其外推结果与配对升降法试验结果进行了对比。升降法试验得出S135和G105钻杆的疲劳强度(存活率为99%,置信度为95%)分别为550.19 MPa和454.79 MPa;由直接外推存活率99%的曲线得到疲劳寿命为1.0×107时,S135和G105钻杆对应强度分别为510.23 MPa和402.01 MPa;由2m-1外推法外推存活率99%的曲线得到疲劳寿命为1.0×107时,S135和G105钻杆对应强度分别为532.95 MPa和428.98 MPa。试验表明,2种外推方法得到的疲劳强度均低于试验值,2m-1 外推法得到的疲劳强度值更接近升降法试验值,因此推荐使用2m-1外推法对概率-应力-疲劳寿命曲线进行外推来得到完整的疲劳寿命曲线。      

SA516-Gr70钢焊接接头低温断裂阻力研究

采用CTOD试验方法,对SA516-Gr70低温钢窄间隙自动焊焊接接头不同区域、不同取样位置的低温CTOD断裂阻力曲线及其特征值进行了比较研究,结果表明,焊接接头中存在着明显的力学性能不均匀性;焊缝金属和熔合区的低温断裂韧性均优于母材金属;沿板厚方向,后焊区域的低温断裂韧性优于高于先焊区域。     

基于欧洲标准的风电塔筒用S355NL钢焊接工艺评定

为了保证风电塔筒焊接结构件的焊接质量,基于欧洲标准对风电塔筒用S355NL钢进行了焊接工艺评定。焊接采用CO2气体保护焊+埋弧焊焊接工艺,焊前不进行预热,不进行清根处理;焊后对焊接接头进行了外观检查、无损探伤、金相检验以及拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能试验,并对试验结果进行了综合评定。评定结果表明,焊接接头各项性能均符合标准规范要求,焊接试验拟定的焊接工艺合理。生产实践证明,依据评定合格的焊接工艺编制的焊接工艺规程指导焊接生产, 完全可以满足风电塔筒用S355NL钢批量生产要求。     

海洋平台焊接接头低温疲劳裂纹扩展速率研究

针对海洋平台在交变载荷作用下的低温疲劳问题，对焊接接头处的低温疲劳裂纹扩展速率（da／dN）进行了研究。试样所用材料为海洋平台用钢ASTMA131，试样焊接接头的焊接工艺与实际管节点焊接工艺相同。试样接头部位承受弯曲循环载荷，试验环境温度分别为－25℃和20℃。通过对试验数据的处理，得出了低温和室温下的两条da／dN－ΔK曲线。结果表明，两曲线有一交点ΔKp，当应力强度因子幅值ΔK＜ΔKp时，低温环境下试样的da／dN低于室温，结构物偏于安全；当ΔK＞ΔKp时，低温环境下试样的da／dN大于室温，结构物偏于危险。     

集输管线用抗H2S腐蚀低锰X65MS焊管的开发

为满足含H2S介质油气集输管线用钢管的使用要求,采用w(Mn)=0.25%~0.5%抗H2S腐蚀卷板,通过成型和焊接工艺研究,成功开发出了低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,并对试制钢管进行了力学性能测试及HIC、SSCC试验。力学性能检测结果显示,HFW/螺旋/直缝焊管0℃下焊缝冲击功均大于80 J,且具有优异的焊缝低温韧性和抗弯性能,管体最高硬度仅239HV10;HIC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝的CSR、CLR、CTR均为0;SSCC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝试样在分别加载72%Re L和90%Re L载荷下,母材和焊接接头均未出现裂纹或断裂,表现出了良好的抗酸性。研究结果表明,开发的低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,完全可以在含H2S的油气输送中安全服役。     

S31603锻件与钢管焊接接头的腐蚀性能

某天然气输送管道用绝缘接头的法兰组件由S31603锻件和S31603管材焊接而成,为保障焊缝的性能,采用ER316L焊丝手工氩弧焊（GTAW）打底+A022焊条电弧焊（SMAW）填充盖面的工艺进行了焊接试验,并依据相关标准进行了焊接接头的耐腐蚀试验。试验结果表明,焊接接头的电化学腐蚀性能、应力腐蚀开裂性能及晶间腐蚀性能优良,采用的焊接工艺是可行的,试验数据可为天然气输送管道用绝缘接头的焊接工艺方案提供参考。