A106B工艺管线钢GTAW+SMAW焊接接头的电偶腐蚀行为研究

通过对A106B工艺管线钢GTAW+SMAW焊接接头各区域开路电位和电偶腐蚀电流的测量,研究了所得焊接接头各区域的电偶腐蚀行为,结果表明:WM+HAZ之间的电偶电流值最大,BM+WM之间的电偶电流值次之,BM+HAZ之间的电偶电流值最小。     

X70大管径管线钢SMAW+FCAW的焊接工艺

针对油气输配用X70管线钢,采用焊条电弧焊打底(SMAW),自保护药芯焊丝半自动焊(FCAW)填充、盖面,通过多次严格的工艺评定试验,确定了预热和层间温度以及合适的焊接工艺参数和焊接材料,并对焊接接头进行了外观检测、 X射线探伤、力学性能试验。试验结果表明,焊接接头X射线探伤结果为Ⅱ级,焊接接头抗拉强度537 MPa,冲击韧性焊缝区180 J,热影响区219.6 J,未见明显屈服,刻槽锤断试验所见缺欠量满足标准要求,试验拟订的焊接工艺方案对于X70钢管对焊是可行的。     

X65管线钢返修焊接工艺

以X65管线钢为例,对油气管道返修的焊接工艺进行了研究,并根据API1104标准进行了工艺评定。研究结果表明:管口外观检查和射线探伤合格,拉伸试验、弯曲试验等各项性能指标优良。     

X65管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行了测试。取尺寸为B× 2B(B为试样厚度 )、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验 ,然后由所得到的 0℃下母材、焊缝和热影响区 (HAZ)的P -V曲线来计算CTOD值 ,并对试验结果进行了讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。     

SMAW+FCAW异种钢L360/X65焊接工艺研究

针对异种钢L360与X65对焊焊接工艺,采用焊条电弧焊(SMAW)打底,自保护药芯焊丝半自动焊(FCAW)填充、盖面,通过反复工艺试验,确定了焊接材料、焊接工艺参数,对焊接接头进行了力学性能试验、外观检验、 X射线探伤、拉伸试验、弯曲试验、刻槽锤断试验。结果表明,焊接接头X射线探伤结果为Ⅰ级,焊接接头各项力学性能指标均合格,在各种破坏性和非破坏性试验之下,焊缝未产生损伤。由此可见,拟订的焊接工艺方案对于L360和X65钢管对焊是可行的。     

X65管线钢激光焊接接头组织和力学性能研究

采用JKR5060B多功能数控激光器对X65钢进行焊接,对激光焊接件进行表面探伤测试,进行X65管线钢激光焊接接头的微观组织与力学性能的研究。利用光学显微镜观察焊接接头宏观形貌,用扫描电镜观察试样的基体、焊缝区与热影响区的微观组织,并利用硬度计进行硬度测试。结果表明,接头处宏观形貌呈"漏斗形",激光焊接X65钢成形良好,无明显缺陷。焊缝区上部和下部组织不完全相同,焊接接头因有马氏体及贝氏体的存在,焊缝区硬度高于热影响区与基体,热影响区自上而下呈现宽度递减、硬度递增的趋势。从缺陷和硬度角度来看,激光焊接X65管线钢在技术上是可行的,但仍需着力解决焊接接头激光扫描终点处出现细小裂纹的问题。     

X65管线钢焊接工艺性能测试分析

针对用于海洋油气资源运输的X65管线钢,通过无损检测、力学性能测试及饱和硫化氢浓度的应力腐蚀试验对焊接接头进行测试。结果表明,采用CMT打底、GMAW填充的焊接工艺,能有效保证焊接接头的低温力学性能;但由于焊缝和粗晶热影响区的硬度过高,焊接接头在硫化氢环境中会发生断裂失效。     

管线钢X65MS的硫化氢腐蚀开裂分析

针对管线钢X65MS的硫化氢腐蚀开裂的现象,通过成分偏析、钢中的非金属夹杂物以及组织形态匹配三个方面对HIC性能的影响进行了研究分析,得出硫、磷含量、夹杂物的尺寸以及组织形态是影响HIC性能的组织因素,并从实际生产出发,规定了各个影响因素的实际控制要求,对其他生产相关产品的企业有一定指导和参考作用。     

管线钢X70-X52对接接头焊接工艺

针对不同强度级别的管线钢X70-X52对接的焊接工艺进行了研究。通过碳当量计算和金相组织观察．分析了钢材焊接性，确定出预热和道间温度，选择了焊接材料，并进行了坡口设计。同时根据Q／SY XQ18—2002和XQ—CS—JX—SPE—0010标准对所制定的焊接工艺进行了评定。该项研究结果表明：管口外观检查和X射线探伤合格，金相组织、拉伸试验、冲击试验等各项性能指标优良。按照该工艺施工的焊接接头质量合格。完全满足施工的技术要求。     

管线钢焊条电弧焊(SMAW)焊接工艺优化

高钢级管线钢在油气管道建设中的应用,大大提高了管线的输送压力和输送效率并降低了管道的建设和运营成本,但是高钢级管线钢的可焊接性能降低了,且增加了焊接接头力学性能控制的难度。现场焊接是油气管道建设中的重要一环,且常在复杂的气候和地域条件及不稳定的机械负荷和温度环境作用下进行,因而对管线钢的焊接性提出了较高的要求。通过对管线钢X70不同焊道采用的焊接电流、电弧电压、焊接速度等关键工艺参数的组合,筛选出最优的焊条电弧焊焊接工艺,满足现场管口组对焊接的要求。     

X65QS PSL2管线钢的焊接工艺评定

针对X65 QS PSL2管线钢用于腐蚀性环境中的特殊要求,采用手工电弧焊接方法对壁厚23.82 mm的X65QSPSL2管线钢进行了焊接.对焊接接头形貌、接头组织、力学性能(硬度、抗拉强度、低温韧性)、致密性能(弯曲、刻槽锤断)、防腐性能(HIC、SSCC)分别进行了观测和试验.结果表明:焊缝成型良好,致密性好,没有缺陷,焊缝组织是铁索体和贝氏体,力学性能和腐蚀性能满足使用要求;X65QSPSL2具有良好的焊接性能.     

不同环境压力下X65管线钢焊接接头的组织及硬度

对API X65管线钢进行模拟高压干法水下焊接,对不同环境压力条件下(0.1,0.3,0.5,0.7 MPa)焊接接头的显微组织及硬度进行测试,分析环境压力对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:X65管线钢的组织由铁素体、珠光体和上贝氏体组成。不同环境压力下焊缝的显微组织均为铁素体、珠光体和少量的碳化物;热影响区的组织均为针状铁素体和少量的珠光体。热影响区熔合线附近的硬度较高,远离融合线处硬度降低,并逐渐接近母材金属的硬度。环境压力对焊接接头的显微组织及硬度的影响不大。     

X65管线钢对接接头的疲劳性能

试验表明 ,焊接结构的疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处 ,因此合理地处理焊接接头焊趾可改善其疲劳性能。超声冲击处理是一种通过改变焊趾区几何形状、消除焊趾缺陷以及调整焊趾区残余应力场来改善焊接接头及结构疲劳强度的有效方法。利用自行研制的超声冲击装置对X6 5钢焊接对接管接头实施了处理 ,然后进行了焊态、超声冲击处理态及母材的疲劳对比试验。结果表明 ,X6 5钢焊接对接管接头焊态疲劳强度△σ(2× 10 6)为 2 19MPa ;母材的疲劳强度△σ(2× 10 6)为 338MPa;超声冲击处理后接头的疲劳强度△σ(2× 10 6)为 30 2MPa。     

SMAW水下湿法焊接工艺试验及接头性能

为了解决海洋采油平台在使用过程中出现的材料老化及结构受损等问题,开发了适用于海洋工程结构物维修的水下湿法焊接工艺,本研究采用Broco水下焊条在试验水槽内进行了初步的水下焊接工艺研究,并在焊后对接头进行无损检测、力学性能测试和金相分析等试验。试验结果表明,焊接接头的各项性能指标均满足美国水下焊接AWS D3.6:2010标准B级焊缝的要求,为后续开发更大水深的湿法焊接工艺积累了经验。     

不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为

通过腐蚀疲劳试验研究了在H₂S环境中不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为及机理，对试样的微观组织、断口和裂纹扩展路径进行了观察.结果表明，X65管线钢焊接接头焊缝的微观组织主要由先共析铁素体、粒状贝氏体和M/A组元构成，M/A组元增大了焊缝的脆性.粗晶热影响区主要由板条贝氏体和粒状贝氏体组成，焊缝和粗晶热影响区的硬度较高，韧性较差.在不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳机理均为阳极溶解+氢脆混合机制，但低应力幅下腐蚀作用带来的损伤更加显著.随着应力幅的增大，试样的腐蚀疲劳寿命显著降低，裂纹扩展的速率也越快.此外，二次裂纹主要沿着贝氏体板条束的晶界扩展，裂纹尖端在针状铁素体和先共析铁素体处产生了钝化现象，这两类组织有着良好的抗氢脆能力.     

X80级管线钢焊接接头疲劳性能分析

油气输送管道的疲劳性能对于管道的安全设计及评估尤为重要。本文采用三点弯曲试验方法,分析了X80级管线钢采用GMAW+FCAW-S工艺的环焊缝接头的疲劳性能。室温下,在应力比分别为0.1,0.3,0.5,0.7和0.9,采用正弦波形、频率100 Hz的试验条件下,获得了X80钢焊接接头S-N曲线、ΔK_(th)值和da/dN拟合公式。结果表明:X80管线钢焊接接头疲劳寿命随最大服役应力增大而减小,当最大服役应力小于440 MPa时,其疲劳寿命大于4.2×10~5个循环。随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐减小的趋势,疲劳裂纹扩展速率不断增加。     

X100管线钢焊接接头组织及力学性能分析

采用埋弧焊对X100管线钢板施焊,分析焊接接头组织及力学性能。结果表明:X100管线钢埋弧焊焊接接头焊缝区组织为针状铁素体(AF)、先共析铁素体(PF)、粒状贝氏体和部分镐牙状侧板板条铁素体(FSP);HAZ组织为粒状贝氏体和铁素体;焊接接头平均抗拉强度为796.3 MPa,与母材组织达到了等强匹配;冲击功平均为133 J,剪切面积百分比平均为72%。焊缝冲击断口为脆性断裂,河流状花样明显。Mg O、Al2O3夹杂物呈树枝状析出,引起了多个二次裂纹,降低了韧性。     

X100管线钢埋弧焊焊接接头的力学性能分析

对X100钢级管线钢埋弧焊焊接接头的拉伸和冲击性能进行了研究.结果表明:其焊接接头的抗拉强度和伸长率达792MPa和9.9％,分别是母材的91.77％和49.5％.HAZ的软化和脆化,使拉伸断裂在HAZ.焊缝区晶界处粗大化合物的析出,以及缺陷的存在,亦使之成了接头强度的薄弱地带.接头的-10℃冲击功均大于150J.3#试样冲击功最大,表现为塑性断裂;4#试样冲击功最小,属于混合断裂.     

X65管线钢焊接接头H2S应力腐蚀研究及其有限元数值分析

在X65管线钢H2S应力腐蚀试验的基础上，建立了三维弹塑性有限元模型．通过三维弹塑性有限元的数值分析，得到了裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征．通过对X65管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究，对影响其应力腐蚀影响因素提供了实验依据．并根据楔形张开加载恒位移试样得出了X65管线钢焊接接头的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率，其应力腐蚀试验结果在有限元数值分析中得到了验证。