感应热处理工艺在X70钢级 HFW焊管生产中的应用

为了优化HFW焊管的感应热处理工艺,进一步提高焊管质量,针对焊管感应加热热处理的应用优势和HFW焊管制管原理及工艺,分析了HFW焊管采用中频正火热处理的工作原理、工艺和作用。以规格为Φ323.9 mm×14.3 mm、钢级为X70的 HFW焊管焊缝采用在线中频正火热处理工艺为例,通过试验得出了热处理加热温度在930 ℃、传送速度12 m/min、经96 m空冷加喷淋冷却后,焊管能够获得良好的焊缝金相组织和综合力学性能。     

HFW焊缝性能优化工艺研究

通过设计局部焊缝中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理、全管体中频感应加热＋热张力减径组合热处理以及在线控制冷却等工艺,研究了J55钢级HFW焊接套管的焊缝性能优化。试验结果表明：焊缝在线局部中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理后空冷或进行控制冷却．可优化J55套管焊缝显微组织分布,细化焊缝组织尺寸,均匀化焊缝硬度分布,提高焊缝冲击韧性．降低沟槽腐蚀敏感系数,但焊缝优化效果低于全管体中频感应加热＋热张力减径＋在线控制冷却组合工艺。单纯依靠全管体中频感应加热后热张力减径或在线控制冷却工艺对焊缝优化效果并不优于单纯局部焊缝中频感应热处理。     

HFW钢管中频处理后直度超标的改进措施

为了提高HFW钢管品质,高频焊接后需要对焊缝进行中频常化处理。针对中频处理后易造成焊管弯曲的现象,采用两台600 k W中频感应加热装置进行了在线焊缝模拟热处理,并对模拟结果进行了分析。分析表明,主要原因为中频温度和焊接速度等相关因素控制不好,焊缝温度高于管体温度,焊缝温度越高弯曲度越大。同时根据现场生产工艺提出了改进措施,即在空冷段增加冷却装置,以此来控制焊管进入水冷箱的温度,防止焊管弯曲度超标,收到了良好的效果。     

X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺研究

为了探究X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺,通过采用不同的焊后在线正火热处理工艺方案进行了试验研究,比对了X70级HFW焊管热处理后组织与性能的变化情况。试验结果显示,中频感应加热正火温度和加热保温时间对焊接区的金相组织和性能有显著影响;910℃保温17 s、950℃不保温正火后,焊接区有硬质相组织,焊缝抗拉强度高,但塑性韧性低;980℃正火后,金相组织粗大,焊缝抗拉强度降低;950℃保温17 s正火后,金相组织为均匀细小的F+P,焊缝塑性韧性提高。试验结果表明,采用950℃正火,在此温度下适当的延长正火保温时间,能够获得良好的金相组织和综合力学性能。     

HFW中频热处理线圈结构对加热效果的影响

对高频感应焊管(HFW)中频热处理温度场和电磁场耦合模拟计算结果进行了分析,研究了主线圈凹槽存在与否对钢管焊缝加热温度和升温速度的影响,揭示了主线圈和侧翼线圈之间角度、距离对感应功率和加热效率的影响规律.     

不同热处理工艺对HFW焊管沟槽腐蚀的影响

为了研究热处理工艺对HFW焊管沟槽腐蚀的影响,采用恒电位阳极极化法测定了20钢HFW焊管在不同热处理工艺条件下的沟槽腐蚀敏感系数,并进行了显微组织分析。结果表明,HFW焊管焊缝与热影响区、母材的电位差是引起沟槽腐蚀的主要原因;通过有效的热处理可以使焊缝、热影响区及母材的组织均匀、晶粒细化,能显著降低沟槽腐蚀敏感系数;不同热处理状态下抗沟槽腐蚀敏感性能为调质热处理(中频感应、电阻炉)加热+水冷焊态。     

S20C高频焊管缩锥裂纹分析

针对Ｓ２０Ｃ高频焊管在用于山地自行车零件缩锥加工过程中出现的工艺裂纹进行了分析，通过对比相同工艺不同材料的金相组织特征及显微硬度，找出了形成缩锥裂纹的原因。从而确定了采用焊后焊缝在线中频热处理工艺。     

大型圆管对接焊缝感应热处理模拟

针对大型圆管对接焊缝感应热处理问题,在设计感应加热器的基础上,利用大型有限元软件ANSYS对圆管型焊缝进行感应加热模拟,得出随时间变化的圆管焊缝温度场分布.改变感应加热主要影响参数,包括电流、频率、加热时间和工件与感应圈之间的间距,依次对圆管焊缝进行感应加热模拟,并根据模拟结果分析得出各参数对圆管温度场的影响规律.鉴于集肤效应导致的圆管焊缝内外壁温差过大情况,提出了在圆管内外壁包裹保温材料的方法和变电流的加热方式,最终通过模拟得出温度场温差满足了热处理的要求.     

大直径直缝焊管焊缝在线预热工艺探讨

针对目前采用的大直径直缝埋弧焊管焊缝离线预热工艺存在的问题,探讨了在现有JCOE机组上,根据焊管管径大小,采用中频感应预热设备对焊缝的预热提出2种工艺方案。新的工艺方案特点是焊缝预热和焊接在线同步进行,达到了降低能耗,保持预热温度均匀性,提高焊接设备利用率的应用效果。     

HFW焊管无缝化及实现

对比了HFW焊管和无缝管的性能差异,提出HFW焊管无缝化的概念,包括几何无缝化和物理无缝化两个方面.介绍了HFW的焊接机理及焊缝特点,以及实现HFW焊管无缝化的3种物理处理方式,即焊缝在线热处理,焊管整体热张力减径和焊管整体热处理.比较分析了这3种物理处理方式的生产工艺、关键装备及其无缝化效果.     

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。     

中俄东线－45 ℃低温环境油气管道工程用X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm感应加热弯管研发

为了解决低温环境下弯管脆断的问题,满足我国长输油气管道低温站场用钢管的需求,针对油气输送用X80钢级直缝埋弧焊管焊接接头在回火热处理后,焊缝金属夏比冲击韧性存在明显回火变脆的现象,对多丝单道焊和单丝多道焊的直缝埋弧焊管焊接接头进行了焊后箱式炉热模拟研究,并选用整体热煨制方式,试制了感应加热弯管,进行了理化性能评价。结果显示,焊缝中细小的针状铁素体板条随回火温度升高而合并粗化,是导致焊缝低温韧性显著降低的原因;采用淬火+回火热处理方法,可有效抑制焊缝夏比冲击韧性随回火加热温度的递增而恶化的趋势;X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm单丝多道焊感应加热弯管母管经淬火+回火热处理后,完全满足－45 ℃低温条件下中俄东线低温管道工程设计要求。     

双金属复合管焊接技术分析

双金属复合管的焊接接头结构复杂,焊接难度较大。通过对双金属复合管端面处理工艺和对接焊接工艺分析,提出了端部堆焊工艺较端部封焊工艺易于焊接但不够经济的现状,指出对于薄壁小直径双金属复合管道的焊接宜采用合金焊丝对接焊工艺,而对于厚壁大直径双金属复合管道则宜采用过渡焊方法焊接。另外,还分析了当前的焊接评定标准,强调了制定适宜复合管的焊接工艺评定标准的必要性。     

对焊钻杆热处理自动控制系统的研制

针对对焊钻杆热处理工艺实际操作中 ,人工调节中频电源功率进行加热存在温度不准、工艺不稳定的问题 ,研制了对焊钻杆热处理自动控制系统。系统的技术关键是根据红外线测温仪反馈的数值利用计算机自动调节中频电源功率 ,以达到需要的温度目标。简述了系统的功能与流程、硬件配置及结构、计算机控制系统软件的设计与开发。 360根对焊钻杆的热处理实际运行表明 ,系统的自动化程度很高 ,操作简单 ,大大减轻了工人的劳动强度 ,年利润可达 2 4 91万元。     

大直径螺旋埋弧焊管探伤

大直径螺旋埋弧焊管使用超声波探伤时，由于探伤中所选用探头不同(K值、频率、前沿等)，对探伤回波有一定的影响。通过对焊缝一次波、二次波、三次波探伤分析，提出了在探伤中应以二次波、三次波为一组在焊缝的两侧进行探伤，可保证整个焊缝不漏检。     

CRHJ—250型常压超导热管水套加热炉

鉴于油田目前使用的水套加热炉大都存在热效率低、排烟温度高以及有安全隐患等缺陷,研制了CRHJ-250型常压超导热管水套加热炉。这种加热炉的技术关键在于筒体按常压结构设计,采用了超导热管和波纹管强化传热材料,大幅度提高了热效率。现场试验表明,2台新型250kW常压水套加热炉运行状况良好,热效率最高达88.11％,提高热效率13.11％;运行中排烟温度稳定在139～167℃,节气率达15.73％。常压结构设计,消除了因超压而爆炸的安全隐患。     

抗酸性X70MS直缝埋弧焊管的研制

采用低C、低Mn、合金化设计和超洁净化冶炼制造的X70MS抗酸性钢板,通过控制焊接接头硬度、焊接热输入以及钢管残余应力等,开发制造出了X70MS抗酸性直缝埋弧焊管,并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。结果表明,管体和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材冲击功大于410 J,焊接接头冲击功大于168 J;按照NACE-0284标准进行HIC测试,管母和焊接接头裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)及裂纹厚度率(CTR)均为0;按照NACE-0177标准进行SSCC测试,采用A溶液,在72%ReL及90%ReL载荷下,管母和焊接接头均未出现断裂,管材表现出良好的力学性能和耐酸性。     

压力容器现场焊接后的局部热处理问题

本文以炼油催化裂化装置沉降器和再生器的汽提段热处理为例，阐述并解决了压力容器现场爆后局部热处理的技术问题，包括：国内外有关标准和工艺参数、加热器和测温热电偶的选用、布置和操作等方面的问题。