X100管线钢焊接冷裂纹敏感性

采用E10018焊条进行了斜Y形坡口焊接裂纹试验,结合数值模拟方法对X100管线钢焊接冷裂纹敏感性进行了研究,分析了预热温度对热影响区显微组织、接头硬度分布、应力应变状态的影响规律. 结果表明,X100管线钢具有一定的焊接冷裂纹敏感性,采用不高于100℃预热可以降低冷裂纹敏感性;100℃预热时裂纹率为0,此时粗晶区显微组织不是很粗大、M-A组元数量最少、硬度较低,且残余应力和应变水平都较低;但预热温度大于150℃时,粗晶区晶粒粗大、M-A组元数量增加,且接头中等效残余应力、应变水平升高,导致冷裂纹敏感性增加. 建议采用100℃进行预热.     

X80管线钢焊接冷裂敏感性判据的建立

采用一次正交回归设计,考察焊接热输入、预热温度和熔敷金属的扩散氢含量的影响,通过插销试验测定了X80管线钢焊接热影响区下临界应力,通过方差分析得到影响插销试验下临界应力的显著性因素,采用多元线性回归建立了下临界应力方程和冷裂纹判据,并对方程进行了分析;发现X80管线钢的冷裂倾向和初始扩散氢含量密切相关,当初始扩散氢含量较低时,组织形态对下临界应力的影响显著;当初始扩散氢含量较高时,下临界应力受到组织和残余扩散氢的共同作用.     

X70管线钢焊接性分析

针对管道建设中日益广泛采用的X70管线钢，分析了其碳当量与冷、热裂纹敏感性问题，探讨了防止X70管线钢产生冷裂纹的工艺措施，计算了不同板厚X70管线钢的预热温度，为实际的管道建设提供了理论依据与工程指导。     

Nb-Mo系X80管线钢焊接冷裂敏感性及其影响因素

采用一次正交回归设计,考察焊接热输入、预热温度和熔敷金属的扩散氢含量的影响,通过插销试验测定了Nb-Mo系X80管线钢下临界应力。结果表明,Nb-Mo系X80管线钢有很好的抗裂能力;采用极差分析进一步分析了下临界应力的影响因素,得出结论:要进一步提高抗裂能力,扩散氢含量应控制在低水平,同时采用大的热输入配合低的预热温度或小的热输入配合高的预热温度。     

X80管线钢激光电弧复合焊接数值分析

根据激光电弧复合热源焊接的物理特征,建立双椭球体热源焊接模型。使用ANSYS有限元分析软件对X80管线钢激光电弧复合焊接的温度场和应力场进行耦合分析,在此基础上对10 mm厚X80管线钢进行对接焊试验,并对比分析数值计算结果和实际焊接试验结果。结果表明,数值仿真得到的焊缝截面形状、焊缝尺寸以及试件残余应力与焊接试验所得结果吻合,验证了选用热源模型的适用性,为焊缝组织和性能的预测奠定了基础。     

装配条件对X80钢外根焊接头成分与性能的影响

X80钢管道铜衬垫外根焊全自动焊接过程中,装配条件的改变对铜衬垫熔化导致的Cu元素向焊缝扩散及接头的力学性能具有一定影响。系统地分析了不同对口间隙与错边量对X80钢管道铜衬垫外根焊全自动电弧焊接接头的Cu元素含量和力学性能的影响。通过能谱分析和化学成分分析对焊缝中的Cu元素含量进行表征,利用拉伸试验、常温冲击试验及背弯和侧弯试验测量不同装配条件下接头的力学性能。结果表明,对口间隙大于1.0 mm或错边量大于3.0 mm的装配条件下焊缝成形质量差;在保证获得良好焊缝成形的条件下,对口间隙和错边量的增大会导致根焊层底部Cu含量的增加,但不同条件下焊缝的Cu元素含量均低于0.5%(质量分数),铜衬垫的使用对焊缝Cu元素含量影响不大。接头的力学性能测试结果显示,不同装配条件下得到的接头抗拉强度和冲击韧性差异较小,且拉伸试样均断裂在母材位置,热影响区的冲击韧性优于焊缝,而对口间隙和错边量的增加会降低接头的弯曲性能。创新点： 研究了不同装配条件对X80钢管道铜衬垫外根焊接头的Cu元素含量和力学性能的影响,发现对口间隙和错边量的增大会导致根焊层底部Cu元素含量的少量增加及接头弯曲性能的下降,而对接头的抗拉强度及冲击韧性无显著影响。     

X80管线钢电磁超声残余应力检测精度的影响因素

管道运输中X80管线钢应用较为广泛,实际管道焊接大多使用半自动焊,难免存在焊接缺陷,在使用过程中会造成应力集中,可能导致管道破裂、石油泄漏等重大事故。为了促进电磁超声残余应力检测在管线钢中的应用,采用电磁超声系统,测试了X80管线钢残余应力检测的最佳参数。试验结果表明,电磁超声残余应力检测系统的6次回波测试精度为60 MPa;得出了电磁超声残余应力检测应力系数、信噪比随回波次数的变化关系,回波次数和应力系数、信噪比之间存在最佳取值,最后对薄板、厚板的电磁超声残余应力检测提出了一些建议。     

X80管线钢的焊接性分析

对国产X80管线钢进行了手工焊焊接性能实验,并对其焊接接头的强度、低温韧性和冷弯性能进行了检验,结果表明,该管线钢焊接性能良好。     

国产X80钢焊接冷裂敏感性的插销试验

用插销试验法研究了实心焊丝CO2气保焊根焊条件下X80管线钢的冷裂纹敏感性及断口特征.结果表明,预热100℃条件下X80钢的抗冷裂性好,临界断裂应力σcr为624 MPa,与其抗拉强度相当.当拘束拉伸应力高于抗拉强度时,将发生失效断裂,断裂性质为延性断裂断口.CO2气保焊进行根焊焊接时,X80钢的抗冷裂性好,与该方法能得到超低氢的焊接条件有关,此外还与该钢的裂纹敏感系数(0.17%)不高,HAZ淬硬不明显有关.焊接接头过热区的组织主要为块状铁素体,最高硬度297 HV.     

X80管线钢的焊接冷裂纹试验

为了实现焊接时焊缝金属的纯净化与晶粒细化,减小焊缝的裂纹率.通过碳当量计算公式,判断X80管线钢的淬硬倾向;通过小铁研试验计算了在25℃、50 ℃、100 ℃和150 ℃的预热温度下X80管线钢的焊接裂纹率;利用金相方法分析了裂纹的性质和不同预热温度时焊接接头熔合区的金相组织.结果表明:X80管线钢淬硬倾向较小,焊后一般不需要热处理,小铁研试验出现的裂纹为冷裂纹;随着预热温度的升高,裂纹率显著降低;焊接接头熔合区显微组织为粒状贝氏体 板条贝氏体 铁索体,随着预热温度的升高,线能量的降低,晶粒粗化现象得到缓解,粒状贝氏体组织增加,降低了冷裂纹敏感性.     

Cold cracking susceptibility of X100 pipeline steel

The y-groove Tekken test has been performed to evaluate the cold cracking susceptibility of X100 pipeline steel. The impact of preheating state on the microstructure, distribution of hardness, and the stress-strain state in the welded joint was analyzed. The results show that X100 pipeline steel reveals a low susceptibility to cold cracking with cracking ratios below 20%. It is found that elevated preheating temperature leads to longer cooling time in the welded specimen and ultimately results in a lower cold cracking susceptibility. Preheating temperatures of up to 100 ℃ are favorable in decreasing the cold cracking susceptibility due to a relative fine microstructure and low M-A constituent amount in coarse grained heat affected zone, a low hardenability, and low-level residual stress and strain. However, excessive preheating temperatures of 150 ℃ and 200 ℃ lead to grain coarsening, higher M-A constituent amount, higher residual stress level and increasing strain level in the Tekken specimens. Preheating temperature above 150 ℃ is not favorable for decreasing the cold cracking susceptibility of X100 steel.     

X80管线钢管焊接技术

介绍我国X80管线钢管焊接性能和焊接工艺,指出焊接工艺存在焊接质量与焊接生产率的矛盾。提出采用电磁搅拌的X80管线钢管焊接技术和电磁搅拌产生方法,解决了X80管线钢管焊接质量和焊接生产效率之间的矛盾。     

X80管线钢激光-电弧复合焊接工艺

激光-电弧复合焊接结合了激光焊和电弧焊两种焊接工艺,影响焊接过程稳定性和焊接接头质量的因素较多。针对X80管线钢,系统开展了光纤激光-MIG电弧复合焊工艺研究。在对比光纤激光焊、MIG焊和激光-MIG复合焊的基础上,分别考察焊接电流、激光功率、焊接速度、光丝间距、离焦量等参数对焊缝成形的影响,并优化了激光-MIG复合焊的焊接工艺参数。     

X70钢管道采用铜衬垫根焊的焊接接头疲劳性能

利用成组法,在应力比r=0.1的情况下分别对采用铜衬垫与陶瓷衬垫进行根焊的X70钢管道焊接接头进行了高频疲劳试验,并在一定的疲劳载荷及循环次数下,对比两种试样焊趾处疲劳裂纹的启裂情况. 结果表明,X70钢管道根焊采用铜衬垫焊接过程中,其背部的渗铜对构件疲劳强度基本没有影响,两种试样的S-N曲线基本一致,疲劳裂纹均起始于根焊背部焊趾处. 在相同的应力及循环条件下,焊趾处裂纹萌生情况无明显区别. 在此基础上,采用SEM方法进一步对疲劳断口进行了分析.     

X80钢管线自动焊工艺试验

结合西气东输二线工程实践,对X80高强钢进行了焊接性分析,确定了X80钢的根焊和填充、盖面自动焊接工艺.并依据<西气东输二线管道工程线路焊接技术规范>,对所制定的焊接工艺进行评定,各项检测指标均达到了标准要求,取得了较好的试验效果,验证了该焊接工艺的可行性.     

Weldability and SAW welding wire of X80 pipeline steel

0IntroductionWith the rapid development of oil and gas industry,the pipeline construction is in the ascendant in China.Forconsideration of cost and safety,the strength of pipelinesteel and the working pressure of pipeline have been great-ly increased.In the previous pipeline projects X65steelwas used and now West-to-East Transportation Project forexample is mainly using X70steel,and X80steel hasdrawn great attention and is expected to be employed insome trial pipelines in the future.Steel …     

X80级管线钢三丝埋弧焊接热过程的数值分析

针对X80级高强管线钢纵向焊缝三电极串列三丝埋弧焊,借助ANSYS有限元分析软件,采用生死单元技术处理双V形坡口填充,利用双椭球体积热源分布模式实现载荷的施加与求解,建立焊接热过程数值分析模型.计算结果表明,焊接开始后1.6 s时出现三电极共熔池现象,到5 s时焊接过程达到准稳态,形成长度逾100 mm的熔池;焊缝区和HAZ的焊接热循环曲线出现三个高温波峰,延长了热循环曲线的高温停留时间,是HAZ晶粒粗化和焊接接头性能劣化的主要诱因.焊接工艺试验与数值计算结果对比表明,熔宽比熔深吻合更加良好,考虑焊缝余高可进一步提高计算精度.     

X80管线钢全自动下向焊焊接工艺

分析了X80管线钢化学成分、力学性能、焊接性能和全位置自动焊工艺特点。通过合理选择焊接方法、设备、焊接材料和焊接接头,制定了规格φ1 219 mm×22 mm的X80管线钢的焊接工艺参数,以控制焊接热输入,确保接头的性能。此工艺成功地应用于西气东输二线工程,焊接质量优良,效果良好。