Cr-Mo钢管性能和制造质量控制要求评述(续)

低合金Cr-Mo钢具有良好的高温强度、抗蠕变、抗氧化及耐腐蚀等综合性能,是石油工业及发电设备中高温高压管道和锅炉用钢的首选钢种。此类钢管服役条件苛刻,制造质量控制要求很高,稍有不慎可能造成使用中的灾难性事故。针对Cr-Mo钢管在工程应用中的重要性,介绍了CrMo钢的成分设计、组织性能特征、蠕变强化和劣化、成形加工的影响、焊接性和剩余寿命评估等,并对其制造质量控制要求进行了评述。文章指出, Cr-Mo钢的化学成分特点决定了其具有高的可淬硬性和优良高温力学性能,但也造成其加工性能和焊接性能的变差。Cr-Mo钢焊接裂纹敏感性较高,特别是高温长时间服役中蠕变过程引起的焊接热影响区临界区的孔洞型劣化,是Cr-Mo钢管工程化应用的致命弱点。因此,防止和延缓这一劣化过程应该成为Cr-Mo钢管成分设计和加工过程质量控制的研究重点。     

Cr-Mo钢管性能和制造质量控制要求评述

低合金Cr-Mo钢具有良好的高温强度、抗蠕变、抗氧化及耐腐蚀等综合性能,是石油工业及发电设备中高温高压管道和锅炉用钢的首选钢种。此类钢管服役条件苛刻,制造质量控制要求很高,稍有不慎可能造成使用中的灾难性事故。针对Cr-Mo钢管在工程应用中的重要性,介绍了CrMo钢的成分设计、组织性能特征、蠕变强化和劣化、成形加工的影响、焊接性和剩余寿命评估等,并对其制造质量控制要求进行了评述。文章指出, Cr-Mo钢的化学成分特点决定了其具有高的可淬硬性和优良高温力学性能,但也造成其加工性能和焊接性能变差。Cr-Mo钢焊接裂纹敏感性较高,特别是高温长时间服役中蠕变过程引起的焊接热影响区临界区的孔洞型劣化,是Cr-Mo钢管工程化应用的致命弱点。因此,防止和延缓这一劣化过程应该成为Cr-Mo钢管成分设计和加工过程质量控制的研究重点。     

焊接低碳Cr—Mo珠光体耐热钢的新型焊接材料的研究

研制了一种低铬奥氏体钢焊接材料(H0Cr6Ni10Mn13A焊丝和0Cr6Ni10Mn13MoTi-AR612、AR617焊条),用于焊接高温服役的低碳Cr-Mo类珠光体耐热钢。研究结果表明:填充金属采用该种焊接材科的异质接头具有良好的力学性能和抗氧化性能,同时还可以克服采用传统的奥氏体不锈钢焊接材料焊接Cr-Mo钢形成的异质接头在高温服役过程中提前失效的问题。     

不同Cr—Mo钢焊接接头中碳迁移宽度计算

不同的Cr Mo钢管之间的焊接接头在高温下长期服役 ,会发生碳从低Cr钢侧向高Cr钢侧迁移的所谓碳迁移现象 ,以致在焊接接头中形成脱碳区。脱碳区的存在影响了焊接接头的性能和寿命。对某加热炉中 9Cr1Mo和 1 2 5Cr0 5Mo钢焊接接头出现的碳迁移现象开展研究 ,并进行了加速试验 ,探讨了不同Cr Mo钢管之间的焊接接头因碳迁移而产生的脱碳层宽度与服役温度和时间的关系。     

制氢转化炉下猪尾管变形失效分析

Incoloy 800H是一种可焊性较好的奥氏体耐热钢,属于铁-镍-铬合金。由于具有优良的高温力学性能、抗高温腐蚀和抗高温蠕变性能,广泛应用于锅炉设备、石油加工转化炉等。操作温度、介质环境以及制造质量都会导致Incoloy 800H发生蠕变、劣化等失效。文章针对Incoloy 800H合金制氢转化炉下猪尾管的严重变形,通过宏观检查、化学成分、力学性能、金相和电镜等分析,确定了碳含量高是造成猪尾管过早发生蠕变劣化,乃至严重变形的主要原因。     

X65MS直缝埋弧焊管SSC试验及其影响因素研究

为了满足壳牌公司DEP31.40.20.37-Gen(2010)标准及阿曼石油公司PDO SP2041(2011)附加技术对X65MS钢级酸性服役条件下直缝埋弧钢管SSC的要求,从钢材的成分控制、冶炼、轧制以及钢管成型、焊接和SSC试验环节全过程进行严格控制,并结合试验分析SSC性能的影响因素。SSC试验试样加载应力按照实际屈服强度计算加载应力,严格控制钢管屈服强度的上限。另外在检验过程中需要严格控制试样制备以及试验过程,才能够完全满足SSC性能指标。     

15CrMo钢管在稠油热采注蒸汽管道中的应用

介绍了15CrMo钢的机械性能;不同壁温下的基本许用应力值;高温持久强度和蠕变温度均比20G钢高;其焊接性能、焊缝的力学性能也优于20G钢.在相同热工条件下,用15CrMo钢管可选择比20G钢较小的管径和壁厚,而不提高造价.通过在胜利油田稠油热采注蒸汽管道中的应用,表明15CrMo注蒸汽钢管的抗腐性能远远高于20G钢管,用该类钢管制作的稠油热采注蒸汽管道,其腐蚀速率小、寿命长,有良好的使用前景和推广价值.     

海洋环境服役高钢级管线管的组织与性能

通过试验测试研究了不同化学成分X65QO钢级海洋环境服役管线管的组织性能与焊接性。研究结果表明:采用低碳、降低P,S和Mn含量,可以减少成分偏析和MnS夹杂。添加适量的Cr,Mo和Ti等合金元素,保证钢管具有较好的强韧性、抗硫化物腐蚀开裂（SCC）和抗氢致开裂（HIC）性能,并改善了钢管的现场焊接性;在满足强度要求下,屈强比越低,伸长率越高,维氏硬度越小,越适合在具有腐蚀性、对钢管变形能力要求较高的海洋环境中使用。     

Manurite 900钢高温制氢炉管服役后的焊接修复

通过金相组织观察、常温力学性能、常温冲击功测试等方法,分析了Manurite 900钢高温制氢炉管长期服役后的性能变化及对焊接性的影响,通过固溶处理改善了服役炉管的性能。判定了服役制氢炉管焊接裂纹的性质,研究了服役Manurite 900钢高温制氢炉管的抗液化裂纹能力及开裂倾向。分析了液化裂纹的成因及产生机理,提出了焊接修复的工艺方法和工艺原则。     

精密泵筒用HFW钢管的研制与应用

简述了精密泵筒用HFW钢管的研制过程及应用情况,提出了制管用原材料的化学成分、力学性能和金相组织要求,指出了精密泵筒用HFW钢管制造工艺的特点。通过严格控制原材料性能,合理设计成型过程各个机架的变形量,以达到变形均匀,选择合适的生产线速度,调整焊接功率适当,适当加大挤压力,确保了焊接质量。严格控制焊后热处理温度,使焊缝加热至正火区的同时又不能过热。对该种钢管的各项性能指标分析表明,采用HFW钢管作为坯管来生产精密钢管具备技术先进性和可行性。     

奥氏体不锈钢复合板焊接裂纹分析及对策

随着石油精炼工艺的日益提高，促使炼油化工设备的制造采用新材料，复合钢板材料可满足其对强度、高温性能及耐蚀性等方面的要求。用不锈钢复合板制造容器，焊缝质量是关键的技术问题之一。用奥氏体不锈钢复合板焊接结构制造容器，基层焊接工艺与基层铁素体类钢的焊接相同...     

Super304H不锈钢管工艺试验研究

Super304H是住友钢铁公司开发的一种能满足超超临界参数需要的具有高温强度、耐氧化、能长期服役、适合做过热器和再热器管、经济的奥氏体不锈钢。本文介绍了Super304H不锈钢同种钢焊接试验和加工性能试验以及Super304H异种钢焊接试验,得出了试验结论。     

硫酸装置过程气冷却器管束失效原因分析

文章对长岭分公司湿接触法酸性气制硫酸(WSA)装置过程气冷却器管束弯头焊缝及近焊缝区腐蚀穿孔原因进行了分析,指出主要是由于焊接质量问题所致,而融盐中含有的氧和水分则是加速腐蚀穿孔的另一个重要原因。通过控制焊缝质量、更换仪表风和选用耐蚀的Cr-Mo钢材质可使腐蚀得到控制。     

延迟焦化装置焦炭塔选材

介绍了延迟焦化装置焦炭塔设备材料性能对焦炭塔安全平稳运行的影响。指出焦炭塔制造材料的选择应从材料的高温性能和耐腐蚀性能两方面考虑,对于大型焦炭塔,其材质选用Cr-Mo钢及其复合板是合理的,既可以提高材料的高温强度,又可以提高其抗腐蚀性能。     

海上风机基础用S355NL直缝焊管双丝埋弧焊工艺设计

S355NL细晶粒结构钢以其优异的性能在海上风电、石油平台、焊接钢管等方面得到广泛应用。为进一步提高焊接钢管的生产效率,获得性能优良的海上风机基础用钢管焊接接头,开展S355NL直缝焊管的焊接工艺研究。采用双丝埋弧焊方式,选用低镍合金焊材,不仅能够细化焊缝组织晶粒,同时降低淬硬倾向,提高S355NL直缝焊管焊缝的低温冲击韧性。在焊接过程中采用多层多道焊接,控制热输入≤5.0 kJ/mm,减少熔合区和热影响区在高温区域停留时间,保证熔合线和热影响区冲击性能。试验结果表明,该工艺所制试板及成品焊管各项力学性能试验合格,能够满足-40℃夏比冲击试验要求。生产应用表明,该焊接工艺制定及焊材选配正确恰当,能够提高焊接生产效率。     

柴油加氢反应器制造质量控制与对策

柴油加氢反应器是炼油工艺中的关键设备,常处于高温、高压的临氢工作环境,且其内部有氢气、硫化氢等介质存在,易发生氢脆、氢腐蚀等现象,对反应器材质和结构有较高要求,加工制造难度大,质量控制难度大。通过阐述反应器制造过程中原材料、内件入厂质量控制,反应器主要部件制造的质量控制,焊接过程和结果的质量控制,深度介入制造、焊接、热处理、现场组焊等关键环节,发现质量问题,采取应对措施,消除原材料和制造过程的质量隐患,最大限度减少质量风险,达到使设备长周期平稳运行的目的。总结了反应器制造质量控制的要点:原材料入厂检验是质量控制的基础;主要部件制造、内壁堆焊是质量控制的核心;热处理、现场组焊等是质量控制的关键节点。     

13MnNiMoNbR钢的焊接工艺

13MnNiMoNbR钢是一种强度等级较高、综合性能良好的结构钢,用于制造高温、高压容器。其厚度为46mm的钢板在焊接过程中容易开裂,焊接接头冲击韧性值难以保证。通过工艺方案选定和工艺评定试验,探索制订了最佳工艺参数,使焊接的高压汽水分离器筒体达到了质量要求。射线探伤一次合格率为98.5%,超声波探伤结果全部为I级。     

深海用X70高强度厚壁管线钢及焊管的开发

为了保证深海油气管线钢管的可靠运行,针对深海用管线钢及钢管性能的要求,通过采用低C、Nb、Ti微合金化和复合添加Ni、Mo等合金元素的成分设计和合理的管线钢热机械控制工艺(TMCP),开发出具有高强度、强低温韧性及良好焊接性能的X70钢级壁厚40.5 mm高强度深海用管线钢和小径厚比(D/t)的Φ762 mm×40.5 mm管线钢管。试验检测结果表明,钢管的强度、韧性、硬度等性能满足相关技术指标要求,具有良好的塑性变形能力和低温韧性。     

马氏体不锈钢HFW管线管的开发

研究开发了一种具有良好可焊性和抗湿CO2腐蚀的马氏体不锈钢合金及HFW焊管。通过合金成分优化设计、金相组织观察、力学性能试验、钢管外观尺寸及防腐性能试验,所开发的钢管外观尺寸、母材和焊缝的力学性能及金相组织等满足设计目标要求,与传统马氏体不锈钢管相比,具有更精确的外观尺寸。试验结果表明,新型可焊接马氏体不锈钢可以生产薄壁高精度管线管,可以用气体保护技术进行HFW焊接;HFW钢管不需焊前预热和焊后热处理,管体及焊缝所有性能满足油气井湿CO2腐蚀的服役环境。     

大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望

油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时，使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一，也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此，围绕大应变管线钢和钢管研发应用中的一系列关键技术难题，通过十余年的联合攻关，取得了多项理论技术创新。主要成果包括：①提出了应用多个不同的应力比、屈强比、均匀延伸率等参数联合表征和评价钢管变形行为的方法，建立了X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准；②研发形成了X70HD/X80HD钢板制造成套技术，获得了兼备低屈强比、高均匀伸长率、高应力比、高强韧性的大应变钢板；③研发形成了X70HD/X80HD JCOE和UOE大应变直缝埋弧焊管制造技术，解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题；④自主研制了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置，研发形成了钢管实物模拟变形试验技术。X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管在西气东输、中缅管道等重大输气管道工程中实现了规模化应用，取得了良好的应用实效。根据复杂地质条件管道建设与长期安全运行的新要求，提出了进一步发展基于应变的管道设计新方法，研发或完善与环焊缝强匹配要求相适应的焊接方法、焊接材料、焊接工艺、环焊缝性能质量及缺陷控制要求等配套技术的建议。