减压塔底1#泵出口阀后偏心异径接头穿孔原因分析

针对某炼油厂减压塔底1#泵出口阀后偏心异径接头穿孔泄漏事故,采用化学分析、金相、扫描电镜、能谱等技术对该偏心异径接头的化学成分、金相组织、穿孔部位接头内壁腐蚀破坏状态进行了检验分析。结果表明,渣油中硫元素引起的高温腐蚀与渣油流体的冲刷是造成该偏心异径接头管壁腐蚀减薄、直至穿孔的主要原因。     

装配条件对X80钢外根焊接头成分与性能的影响

摘要： 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。     

超超临界锅炉高温再热器管横向裂纹分析

通过宏观检查、化学成分分析、断口形貌分析、金相检验、室温硬度试验和室温拉伸试验,对高温再热器泄漏原因进行了分析。结果表明,高温再热器熔合线附近的横向裂纹为再热裂纹,再热裂纹的形成与焊接接头残余应力、焊缝硬度偏高导致的材料脆性较大及焊接接头错口导致的应力集中有关。     

丙烯腈装置中反应气体冷却器用热电偶套管的泄漏原因

某丙烯腈装置反应气体冷却器热电偶套管在使用过程中发生泄漏。采用宏观观察、化学成分分析、显微组织观察、显微硬度测试、扫描电镜和能谱分析等方法,分析了该热电偶套管泄漏的原因。结果表明：该热电偶套管的开裂形式为应力腐蚀开裂,其泄漏的主要原因是套管热影响区和母材区的表面状态和显微组织差异产生应力,在硫化氢和氯化物共存的环境中,在热影响区优先形成应力腐蚀裂纹,裂纹沿着晶界向母材扩展,从而在套管与法兰凸台的焊缝连接处发生开裂,最终导致热电偶套管在使用过程中发生泄漏。     

某电站3B循环水泵连接法兰和螺栓断裂原因

某电站3B循环水泵连接法兰及螺栓发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、显微组织观察、力学性能测试、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了法兰及螺栓断裂的原因。结果表明：在海水介质环境中,法兰结合面与螺帽压紧面发生缝隙腐蚀,引起螺栓松动,在螺纹根部形成疲劳裂纹,从而发生疲劳断裂,法兰承受的应力大幅增加,在导流体自重、叶轮转动及流体扰动等共同作用下,最终导致法兰发生过载断裂。     

16Mn管线钢的焊缝表面冲蚀机理研究

目的在管道工程中,16Mn管线钢异径接头-管体焊缝(简称焊缝)表面冲蚀行为是引发失效的主要原因之一,通过研究焊缝余高和管体流体作用,以此来探究焊缝表面冲蚀机理。方法以16Mn管线钢为研究对象,针对焊缝区表面冲蚀行为开展基础研究,通过电化学和腐蚀模拟实验,研究了流体初期焊缝区表面腐蚀行为,并通过流体模拟实验,研究了焊缝余高和流体速度对焊缝区冲蚀过程的影响,揭示了管线钢焊缝的冲蚀机理。结果在腐蚀模拟实验中,焊缝、接头母体和管体的开路电位分别为-0.717、-0.686、-0.687 V,焊缝区发生电化学腐蚀的倾向在模拟腐蚀液中最严重,焊缝的自腐蚀电流密度为7.9μA/cm^2,母材的自腐蚀电流密度为3.2μA/cm^2,焊缝的电化学腐蚀倾向性更大,焊缝区金属腐蚀速率最大,在焊缝表面形成了疏松的FeO产物层。在流体模拟实验中,流体在焊缝余高作用下形成了湍流,流速的增加也提高了湍动能,流速为15 m/s和30 m/s时,焊缝凹槽的深度分别为3 mm和8 mm,焊缝凹槽相差5 mm。湍动能在焊缝余高的FeO腐蚀产物表面产生了变形磨损和切削效应,使得焊缝表面疏松的FeO产物层脱落,加速了腐蚀过程,最终形成了冲蚀凹陷区。结论16Mn管线钢焊缝的冲蚀行为是腐蚀和流体冲蚀共同作用的结果,可分为初期的腐蚀和流体冲蚀两个阶段,形成了腐蚀与冲蚀循环交替过程。焊缝余高和流体速度对冲蚀影响较大,内焊缝余高和流体速度的增加将导致余高处的湍动能急剧增加,加速焊缝金属腐蚀产物层剥离,导致焊缝表面冲蚀。研究结果可以为管道失效行为和安全服役设计提供理论基础。     

海上平台栈桥输油管线腐蚀失效原因

某海上平台栈桥输油管线在投产不到2a时间内即发生局部腐蚀泄漏,泄漏部位处于管道底部焊缝连接位置.为了研究其腐蚀原因及对今后腐蚀控制提供参考,对发生腐蚀泄漏部位进行材质理化检验、腐蚀部位宏观形貌及SEM观察、能谱分析、腐蚀产物X射线衍射分析及电化学分析.结果表明,CO2腐蚀是造成该输油管线泄漏的原因,而导致焊接处优先发生泄漏的主要原因是焊缝和母材材质不匹配及焊接工艺不当引起焊缝自腐蚀电位低以及沟槽敏感性高.     

电站锅炉水冷壁管泄漏原因分析及处理

某电站锅炉水冷壁管发生了严重的腐蚀,形成泄漏。对泄漏管段取样,通过宏观检验、化学成分检测、金相分析和XRD检测,分析了水冷壁管的泄漏原因。分析认为,焊缝的焊接质量较差,导致汽水循环不通顺,炉水通过时产生涡流,水垢在此处沉积后,炉水进一步在垢下浓缩,形成垢下腐蚀,导致金属内壁不断腐蚀减薄,直至泄漏,泄漏原因为局部垢下碱性腐蚀。根据其特点,提出了相应的整改措施和建议。     

304L不锈钢法兰酸洗腐蚀失效分析

304L不锈钢法兰与不锈钢管焊接后在酸洗过程中发生腐蚀失效.采用宏观检验、化学成分分析、金相检验、SEM、热处理模拟等方法,对该法兰中孔处的腐蚀现象进行分析.结果表明,法兰中孔处在焊接后存在晶间敏化,严重降低了法兰的耐晶间腐蚀性能,从而导致法兰中孔焊缝及附近在酸洗过程中发生晶间腐蚀减薄.     

装配间隙对铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

采用不同装配间隙（搭接间隙、对接间隙和错边量），对异质铝合金5083-O/6082-T6的T形接头实施了搅拌摩擦焊，对焊后接头力学性能进行了对比分析。结果表明，当搭接间隙、对接间隙和错边量在一定范围内增加时，T形接头的拉伸性能和剪切性能波动不大，弯曲性能逐渐下降；当搭接间隙控制在0.6 mm、对接间隙1.2 mm和错边量0.6 mm时，T形接头成形良好，未发现隧道孔、孔洞等缺陷，壁板和筋板之间均得到有效的连接，可作为T形接头在实际工程上实施搅拌摩擦焊的关键控制点。     

激光焊接对接接头间隙宽度视觉测量系统

激光焊接工艺对对接接头的装配质量,尤其是接头的间隙和错边量有严格要求.对接接头间隙窄且无错边,现有的视觉传感器由于其横向分辨率不够或测量原理限制等原因,难以准确地测量出接头间隙宽度.利用远心镜头CCD相机和线光源激光器,设计了接头间隙宽度视觉测量系统,并提出了基于灰度投影积分的焊缝接头间隙检测算法并进行了试验.结果表明,接头间隙测量系统可准确地检测出焊缝接头的边界和接头间隙宽度,且焊缝接头间隙检测算法具有一定的自校验能力;对0.05mm左右的对接接头,接头间隙宽度测量精度优于0.015mm.     

气压机入口管线排凝引出短接腐蚀失效分析

对失效的气压机入口管线排凝引出短接的材质、结构和工况进行分析,并进行宏观形貌的观察。对相关部件进行化学成分和金相组织分析。对腐蚀表面进行能谱分析及腐蚀产物进行X射线衍射分析,对焊缝与法兰的电化学腐蚀试验进行对比分析。结果表明:由于法兰材质中№含量的超标,气压机入口管线排凝引出短接法兰一侧焊缝热影响区耐腐蚀性下降。在H_2S、水蒸气、HCl和CO_2等腐蚀介质的综合作用下,法兰侧发生快速腐蚀,导致气压机入口管的短接腐蚀失效。     

X80M管线钢铜衬垫外根焊接头冷裂敏感性分析

开展了不同装配条件下大厚度、大管径X80M管线钢铜衬垫外根焊接头的冷裂敏感性分析. 采用碳当量法和应力场模拟等方法,研究了不同装配条件对接头冷裂倾向的影响. 结果表明,接头顶部盖面层的热影响区和底部根焊层是X80M管线钢焊接接头的最薄弱区域,冷裂倾向最大. 对口间隙从0 ~ 0.5 mm增大至0.6 ~ 1 mm后,焊缝区根焊层的相对碳当量提高16.6%,增大了冷裂倾向. 错边量提高使得接头盖面层热影响区淬硬性增大,冷裂敏感性增大. 错边量和对口间隙增加均会导致焊后残余拉应力的进一步增大,错边量增大也会导致接头错边区域存在应力集中,错边量从0 mm增加为3 mm,其焊缝区根焊层凹角处残余应力峰值增加52.4%. 因此,X80M管线钢电弧焊接过程需尽量减小对口间隙和错边量以降低冷裂倾向.     

750kV变电站GIS设备波纹管失效分析

对某750 kV变电站发生泄漏的GIS设备波纹管及焊缝部位进行宏观检查、断口分析、微观形貌分析和化学成分分析,并用有限元方法计算带缺陷的波纹管应力分布,对发生泄漏的波纹管进行失效原因分析。结果表明,应力腐蚀是波纹管发生泄漏穿孔的主要原因,同时焊接缺陷导致波纹管连接处强度下降,使得焊缝产生局部开裂并发生泄漏。在波纹管生产过程中可通过改进焊接工艺和加强焊接产品质量无损检测,防止污染物带入,有效避免波纹管失效的发生。     

某高温合金测压导管焊缝漏率超标分析

某高温合金测压导管在氦质谱检漏时发现,其一侧焊缝漏率超标,采用化学成分分析、金相检验、断口分析等方法对漏率超标产生的原因进行了分析。结果表明:由于焊接时导管内部未及时通氩气保护,导致焊缝内表面严重氧化,在进行二次焊接时,焊缝中心外表面形成了热裂纹。导管泄漏主要是由于其焊缝内表面大量氧化物降低了焊缝的强度,以及焊缝外表面曾被打磨,打磨处形成应力集中,在导管液压气密试验和反复装配等作用下,热裂纹发生塑性扩展形成了贯穿壁厚的通道。     

核电异种金属焊接材料及方法研究现状

异种金属焊接接头开裂是导致核电事故的主要原因，急需开发新材料新技术，提高焊缝质量。传统电弧焊方法存在效率低、热输入大和变形严重等问题。窄间隙电弧焊的热输入、填充量、变形量等都比传统电弧焊低。与窄间隙电弧焊相比，窄间隙激光填丝焊坡口更窄、热输入更低、变形更小、精度更高。研究表明，窄间隙激光填丝焊可获得满足核电压力容器制造要求的焊缝，有望成为异种金属连接新方法。然而，现有窄间隙激光填丝焊采用常规激光及单焊丝填充，仍存在3个主要问题：一是界面容易产生未熔合问题；二是熔融金属粘度大，熔池流动性差，合金元素分布不均匀；三是低熔点共晶相沿晶界析出过多，无法兼顾焊缝抗液化裂纹、应力腐蚀裂纹和高温失塑裂纹能力。研究表明，焊接热源和焊材是解决上述问题的2个关键因素。     

埋地管道断裂失效分析与剩余寿命预测

某段埋地管道发生断裂泄漏。通过对管道断口宏观和微观观察、材料化学成分分析、显微组织观察、力学性能试验和应力分析,找出了管道断裂失效的原因,并对管道进行修复后剩余寿命预测。分析结果表明:由于管道存在焊接缺陷,导致埋地管道焊缝的有效承载面积降低,当地面沉降或路面载荷高于管道焊缝的承载能力时,管道焊缝处发生脆性断裂。在只考虑管道内压对管道的影响时,管道均匀腐蚀缺陷通过一级评价,在未来5年的使用周期内可以满足工况要求。建议改进管道的焊接工艺,严格控制沉降和外载荷突出部位的管道焊接质量,严格控制未焊透、气孔等焊接缺陷,并加强管道在实际运行中的监测,做好预警措施。     

690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性研究

采用周期浸润腐蚀实验和电化学测试方法，结合扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等表面测试技术研究了690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性。结果表明，在腐蚀初期，由于微观组织的不同，以铁素体为主的焊缝区耐蚀性优于贝氏体为主的母材区，同样由于晶粒粗大且分布不均匀导致贝氏体组织的热影响区耐蚀性最差，焊接接头不同微区域未发生明显电偶腐蚀；在腐蚀后期，Cu、Cr等在焊接接头不同区域的锈层中明显富集，Ni在焊缝区锈层中富集量远高于母材区和热影响区，焊缝区由于合金元素含量较高使其锈层更加平整致密且具有较高的极化电阻和阻抗值，导致整个焊接接头的耐蚀性能好于母材。     

某油田采油树出口管段腐蚀问题分析

某油田发生采油树出口管段严重腐蚀,导致该井泄漏停产。通过宏观分析、金相分析、化学成分分析等对该管段开展了全面的检测分析,根据分析结果结合现场工况判断其腐蚀原因。结论为该管段泄漏处焊缝的焊条成分选择不当为泄漏首因,另存在空泡腐蚀造成三通腐蚀严重。通过分析给出合理建议,作为避免类似问题发生的参考及依据。     

连接短节法兰开裂的失效分析

通过断口、能谱、化学成分及ANSYS应力分析等,对某气化炉连接短节法兰进行了失效分析。分析结果表明:焊缝处组织恶化,晶粒粗大,在湿的H_2S环境下发生沿晶应力腐蚀,形成初始裂纹源。而超温导致较大的温差应力,引起焊缝处及螺钉连接处支撑板与法兰变形不协调,使失效部位应力急剧上升,是裂纹扩展的主要原因。