X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验

通过分析高强度低合金钢焊缝熔敷金属常见显微组织对其力学性能的影响,确定X80管线钢用埋弧焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体(AF)和少量粒状贝氏体(GB)的复合组织.从相变动力学原理出发,结合针状铁素体(AF)非自发形核机制和微合金组织韧化理论,选择Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系进行X80管线钢匹配焊丝的试制.结果表明,合理选择和控制合金元素,可以获得理想的焊缝熔敷金属组织和强韧性以及低温韧性要求,试制的1号焊丝能够满足X80管线钢的使用要求.     

X80管线钢气体保护焊用焊丝的研制

对所研制的焊丝进行了气体保护焊试验,测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧度、强度、硬度和接头的抗拉强度.金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体,用扫描电镜分析了冲击断口的形貌和夹杂物的组成,用透射电镜分析了焊缝金属的微观结构.结果表明,在焊丝中加入微量的Ti-B,可以有效地抑制先共析铁素体的形成,使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织.焊缝中合金元素形成了弥散分布的细小夹杂物,成为了针状铁素体(AF)的形核质点.针状铁素体内有许多位错团,可以有效地阻止裂纹的扩展,提高冲击韧度.     

X80管线钢的焊接性

采用管道输送石油或天然气是最经济、最安全的运输方式.随着国民经济的发展,天然气工业越来越受到重视.我国在西气东输国家重点工程建设中,对X70、X80管线钢进行了成功的研制、开发.在西气东输二线工程中,将大规模的采用X80钢进行管线铺设.介绍了西气东输二线工程的几个突出特点.论述了高强度管线钢的发展历程.并且对于管线钢的三个类型进行了分析.重点论述了X80钢的焊接性,分析了焊接裂纹、HAZ的软化、焊缝与管材的强韧匹配等.并且对于X80钢的试验、研究、以及焊接等应用情况做了介绍.     

一种X100管线钢埋弧焊丝的研究与开发

从高强度低合金钢(HSLA)焊缝熔敷金属中的针状铁素体和贝氏体形核机理出发,选择Mn-Ni-Mo-Cr作为焊丝设计的主要合金系,以微合金元素Ti,B,Ce促进针状铁素体形核,降低C,Si,P,S,N元素的影响,并将碳降至超低碳水平,以适应大热输入焊接;与此同时保证Mn,Mo,Cr元素含量以弥补降低碳、硅带来的强度损失....     

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STT＋药芯自保护焊接工艺研究

介绍了STT气保护半自动根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点,以及对X80管线钢焊接适应性的研究.在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件后,进行了X80管线钢试件焊接和接头性能试验.结果表明,所选的焊接方法、焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接.     

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。     

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。     

高强管线钢的焊接性及其焊接接头的耐腐蚀性

近年来,油气输送管道朝大管径方向发展,输送介质复杂,输送压力增大,使用条件越来越苛刘,因而管道材料的研究正朝着具有高强度、高韧性以及优良的现场焊接性等多方面性能发展,国产高强X70管线钢已在西气东输工程中投入使用。由于焊接工艺是输气管道铺设的主要工艺之一,高压输送管道的焊接部位,尤其是铺设管道环焊部位是失效事故的多发位王,因此,针对国产X70,XSO管线钢从焊接方法、焊接材料等方面进行了阐述,分析了其焊接性,并进一步讨论了其焊接接头的耐腐蚀性能。     

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。     

热变形对高铌X80管线钢连续冷却转变曲线的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机测定了一种高Mn、高Nb X80管线钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究热变形对连续冷却相变行为的影响.结果表明:变形可以促进多边形铁素体和珠光体相变,抑制针状铁素体相变,同时可以提高相变温度,细化相变组织.变形及冷却过程中Nb(C,N)的析出,降低了奥氏体的稳定性,加速相变,但抑制铁素体晶粒长大,细化室温组织.     

高强度管线钢 X80 的焊接研究

X80级以上的管线钢是控轧及加速冷却的低碳微合金钢，将是本世纪输气主管线的主导钢材，具有优良的抗延性断裂性能，纵向焊缝金属和HAZ的强度与韧性高于母材匹配。Mo-Ti-B系焊接材料除保证适当的Ti,B微量元素外，还必须尽量减少焊缝中的O，N气体含量。选用较高碱度的焊剂或附加氩气保护是保证焊缝与母材等韧性的措施。     

X70管线钢焊接用自保护药芯焊丝研制

制备了3种不同合金成分的TiO_2-MgO-Al_2O_3熔渣体系自保护药芯焊丝,研究焊缝熔敷金属性能,得到工艺性能较好的T50SS-3药芯焊丝。采用X射线探伤、金相显微镜、SEM等测试方法,研究药芯焊丝的焊缝宏观、微观组织、断口形貌及夹杂物分布、尺寸和成分。结果表明,焊缝无未焊透、咬边、气孔、夹渣等缺陷,微观组织主要为低分散型贝氏体+少量铁素体,中间为奥氏体颗粒,非金属夹杂为锆的氧化物为形核中心形成铝的氮化物,弥散均匀分布。     

X80管线钢焊条电弧焊接头组织与耐蚀性分析

利用双熔敷极焊条电弧焊技术对X80管线钢进行了焊接,并在焊接接头成分、组织及耐蚀性方面与传统焊条电弧焊进行了对比分析.结果表明,双熔敷极焊条电弧焊技术熔敷效率高,但受其结构及药皮重量系数的影响焊缝中合金元素的含量比普通焊接焊缝的低,且焊缝中多边形铁素体含量较高,另一方面由于对母材的热输入较低,使得其粗晶区组织较为细小,这有利于其性能的提高;对0.5 M Na₂CO₃-1 M NaHCO₃溶液及通饱和CO₂的NACE A溶液中的耐蚀性研究发现,焊缝及粗晶区耐蚀性均差于母材,且采用双熔敷极焊条电弧焊技术有利于提高焊缝及粗晶区的耐蚀性.     

碳化钒析出对X80管线钢焊接热影响区韧性的影响

通过Gleeble-3500热模拟机对钒(V)含量分别为0.06%和0.02%的X80管线钢进行了峰值温度为1350℃和750℃的焊接热模拟试验,利用硬度计和光学显微镜(OM)分别分析了焊接热模拟试样硬度和试样中马氏体-奥氏体岛状组织(M-A)的数量、尺寸和形貌。利用透射电镜(TEM)对母材、粗晶区和部分相变区中粒子析出进行了表征。结果表明,与0.02%含V量X80管线钢相比,0.06%含V量的X80管线钢由于V含量较高,在受到多道次焊接热循环影响时,部分相变区有较大量碳化钒(VC)粒子析出,明显阻碍位错运动,使其强度明显提高的同时脆性增大、塑性变形难以进行,导致其焊接热影响区韧性下降。     

抗酸管线钢埋弧焊焊丝的开发研究

以Mn-Ni-Ti-B为主要合金系,采用低C、低Mn及超低S、P控制,研制出了一种能够适用于X65MS钢级及以下抗酸管用埋弧焊焊丝。该焊丝与相应的BG-SJ101G焊剂匹配,依据GB/T 12470-2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》要求进行熔敷金属试验检测,结果表明:屈服强度为465 MPa,抗拉强度为541 MPa,-20℃冲击功均在27 J以上;采用X65MS卷板结合抗酸焊丝进行螺旋埋弧焊管现场试制,结果显示:焊接工艺性能良好,焊接接头形貌优良,焊接接头抗拉强度556 MPa,实体管焊缝0℃冲击功为178 J,焊接接头所有硬度均小于250 HV10。经过HIC测试,焊接接头CSR、CLR、CTR均为零,经过SSCC测试,在72%、90%SMYS载荷下,焊接接头均未出现断裂,焊接接头表现出良好的力学性能和抗酸性,采用新开发的抗酸焊丝完全满足X65MS抗酸埋弧焊管性能要求。     

X80管线钢焊缝组织及裂纹形成机制

采用光谱分析、夏比冲击、OM、SEM和EDS等方法研究了X80管线钢焊缝成分、组织和性能,并探讨了焊接裂纹形成机制。结果表明：由于焊接冶金和固态相变的作用,X80管线钢的焊缝呈现凝固和相变组织的综合特征,其微观组织为粒状贝氏体+大块状铁素体;焊缝处裂纹呈现结晶裂纹特征,其内部存在大量的非金属夹杂物;焊缝断口大部分为解理断裂,近裂纹边缘具有准解理断裂特征,冲击性能低于热影响区和母材。     

残余元素Sb对X80管线钢力学性能的影响

采用真空感应炉熔炼了不同Sb含量的X80管线钢,探究了Sb在钢中的存在形式及对其显微组织的影响,并通过维氏硬度测试、-20℃夏比冲击试验以及室温拉伸试验,研究了Sb含量对X80管线钢力学性能的影响。结果表明,X80管线钢中的残余元素Sb均匀分布在钢基体中;随着试样中Sb含量从0.0006%增加至0.0980%,钢中铁素体和珠光体的平均晶粒尺寸先增大后减小,钢的维氏硬度先增大后基本趋于不变,冲击吸收能量基本逐渐降低,而抗拉强度和屈服强度先降低再升高后略有降低,屈强比呈先减小后增大的趋势,伸长率略微下降。为保证X80管线钢的力学性能,应尽量减少钢中残余元素Sb含量。     

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。