X80管线钢埋弧焊接头性能分析

从焊接性和焊接接头使用性能两个方面入手，结合焊接接头的硬度、拉伸和冲击韧度的测试，对X80管线钢的焊接性能进行了试验分析：结果表明，焊接热影响区的性能发生了较大变化，其中粗晶区出现硬化脆化现象，并导致韧度下降，而不完全重结晶区和回火区则存在一个软化区。通过组织分析，对焊接热影响区的组织状态对焊接接头力学性能的影响进行了讨论。     

Nb含量对X80管线钢环焊接头热影响区韧性的影响

采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了不同Nb含量对X80管线钢环焊接头热影响区中不同位置的显微组织、大角度晶界分布及韧性的影响。结果表明：高Nb钢(0.055%Nb)中较多固溶的Nb降低了γ→α的转变温度,促进了粒状贝氏体形成。0.055%Nb钢中的临界粗晶热影响区(ICCGHAZ)及亚临界粗晶热影响区(SCGHAZ)韧性显著恶化。ICCGHAZ韧性降低的原因是原奥氏体晶界上形成尺寸较大的链状M/A组元所致,而SCGHAZ则是由于有效晶粒尺寸变大、显微组织中大角度晶界数量降低,以及贝氏体板条束边界上尺寸较大的M/A组元所致。较高的合金含量引起的亚稳奥氏体中碳含量升高是导致0.055%Nb试验钢韧性降低的主要原因。     

低Nb低Mo X80管线钢四丝埋弧焊接头性能研究

利用多丝埋弧焊设备模拟制管过程的焊接工艺进行X80管线钢四丝埋弧焊接试验。利用光学显微镜分析了焊接接头显微组织及M-A组元分布,并且测试了焊接接头拉伸、弯曲、冲击、硬度力学性能和耐蚀性能。研究结果表明:焊缝组织主要为针状铁素体,增加热输入,焊缝组织中M-A组元增加,且部分呈链状分布,降低了焊缝中心的冲击吸收功;热输入低,造成未熔透缺陷,其主要影响弯曲性能;相比于母材,焊缝区耐蚀性未出现明显降低。     

X80高强度高韧性厚壁管线钢及高速埋弧焊接头性能

研究分析了西气东输二线用X80管线钢的组织和性能,通过TEM观察了晶体结构特征,表明X80管线钢晶粒细小、晶界纯净,金相组织均匀,力学性能稳定,是一种高强度、高韧性管线钢.针对这种X80管线钢高速埋弧焊,通过焊丝焊剂的成分设计和焊缝组织设计,以及高纯净度炼钢技术,研制出高性能焊丝焊剂,采用优化的焊接工艺,使焊接接头不但具有较好的力学性能,而且焊接工艺性能良好,实现了高强度厚壁管线钢的高速焊接,焊速可达1.70 m/min左右.     

X80管线钢焊接工艺优化模型与性能研究

以焊接线能量、预热温度和管线钢厚度为焊接工艺参数变量,对X80管线钢焊接热影响区硬度和冲击功进行了回归统计模型预测,并与实测值进行了对比分析。结果表明,采用预测模型可以较好的预测出焊接热影响区的显微硬度,一次回归方程置信度达到99%。当t8/5从5 s上升至25 s时,焊接冲击功的模拟计算值与实测值较好地吻合。不同焊接工艺下的焊接热影响区显微组织为粒状贝氏体+针状铁素体,但是晶粒尺寸和均匀性存在差异。     

X80管线钢环焊缝力学性能及焊接缺陷分析

在X80管线钢环焊缝缺陷定期排查过程中,发现某处X80管道环焊缝存在多处缺陷.为了进一步确认缺陷类型并分析其产生原因,对环焊缝缺陷部位进行了解剖分析,并对环焊缝正常部位和缺陷部位的力学性能进行了检测.结果 表明:该环焊缝0点钟位置的冲击韧性不满足标准要求,其他位置的力学性能满足标准要求;该环焊缝1:30时钟位置存在坡口...     

X80管线钢的焊接性研究

X80管线钢是西气东输二线工程的主导钢材,其焊接质量直接决定管线的安运行全.采用热模拟技术研究了X80管线钢焊接热影响区工艺条件、组织和力学性能之间的关系.结果表明X80管线钢焊接粗晶区的组织类型为贝氏体和铁素体,不存在典型的M组织,淬硬性倾向较小.粗晶区的软化现象不太显著.焊接线能量对粗晶区的冲击韧性影响最为显著.当采用8kJ/cm的线能量和60℃的预热温度时,粗晶区的晶粒较细,组织由板条贝氏体和一定量的粒状贝氏体组成,由于粒状贝氏体对板条贝氏体的分割作用,使板条贝氏体的长度较小,方向性差,表现的韧性最优越.因此在X80管线钢的焊接中为使粗晶区获得较高的韧性,应采用较小的线能量和合适的预热温度.     

X80管线钢焊接工艺参数研究

采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了线能量和预热温度对X80管线钢焊接热影响冲击韧度的影响规律，并分析了其原因，从而推荐出最佳焊接工艺参数.     

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。     

X80级管线钢焊接接头疲劳性能分析

油气输送管道的疲劳性能对于管道的安全设计及评估尤为重要。本文采用三点弯曲试验方法,分析了X80级管线钢采用GMAW+FCAW-S工艺的环焊缝接头的疲劳性能。室温下,在应力比分别为0.1,0.3,0.5,0.7和0.9,采用正弦波形、频率100 Hz的试验条件下,获得了X80钢焊接接头S-N曲线、ΔK_(th)值和da/dN拟合公式。结果表明:X80管线钢焊接接头疲劳寿命随最大服役应力增大而减小,当最大服役应力小于440 MPa时,其疲劳寿命大于4.2×10~5个循环。随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐减小的趋势,疲劳裂纹扩展速率不断增加。     

X80管线钢双焊炬自动焊接头微观组织和力学性能研究

对准φ1219 mm×18.4 mm的X80管线钢进行全自动下向焊试验,采用双焊炬进行填充、盖面焊。对X80管线钢接头的组织和力学性能进行了分析。结果表明,热影响区粗晶区以粗大的板条状贝氏体铁素体(BF)为主,BF板条间分布有少量的M-A组元,硬度较高;细晶区组织主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体(B),两者分布较均匀,硬度较小。外层焊缝组织主要是晶内形核的针状铁素体(AF);内层焊缝组织中除了有AF和PF外,还有少量粗大的镐牙状侧板条(FSP)铁素体析出;中部焊缝组织与外层焊缝的相差不大,只是晶粒更细小,析出物数量更多。在-20℃时,热影响区平均冲击功为181 J,断口呈韧性断裂;焊缝区的平均冲击韧性为157 J,断口为韧脆混合断裂,焊缝中形成的镐牙状侧板条铁素体及氧化物夹杂降低了韧性。     

高Nb X80管线钢焊接热影响区显微组织与韧性

为研究Nb含量对焊接热影响区微观组织和性能的影响,采用熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)和手工焊条电弧焊(shielded metal arc welding,SMAW)对0.055%Nb和0.075%Nb含量的X80钢管进行环焊. 采用夏比冲击试验和金相分析方法,研究热影响区的微观组织差异和夏比冲击韧性. 并借助扫描电镜和超高温激光共聚焦显微镜分析不同Nb含量X80管体的微观组织对热影响区性能的影响. 结果表明,在0 ℃和−20 ℃时,0.075%Nb和0.055%Nb的X80钢管GMAW环焊接头热影响区均具有较高的冲击韧性,其平均冲击吸收能量均高于150 J. 其中0.055%Nb略高于0.075%Nb的GMAW环焊接头热影响区夏比冲击吸收能量;焊接热输入较低时,0.055%Nb低于0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区的韧脆转变温度,具有更好的低温韧性. 焊接热输入较高时,0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区具有更高的上平台冲击吸收能量,且上平台温度和韧脆转变温度也更低,其低温韧性也更优异;还发现了X80环焊接头热影响区的冲击韧性不仅与热输入量和热影响区马氏体−奥氏体组织(M-A)的形状、大小、分布有关,而且还受管体中Nb含量、原始的强度与韧性、微观组织状态的遗传影响.

     

母材成分对X80管道环焊接头冲击性能的影响

管线铺设过程中采用自保护药芯焊丝半自动焊焊接工艺,研究母材中Nb含量对X80管线钢环焊接头冲击韧性的影响。试验结果表明:母材的化学成分对焊缝金属的成分有影响,母材中较高的Nb含量经焊接热循环后过渡到焊缝金属中,促进了焊缝金属中M/A组元的形成和含量的增加,沿晶界分布的M/A组元降低了焊缝金属的冲击吸收功,影响了焊缝金属的冲击韧性及稳定性。经过优化焊接工艺参数,控制焊态焊缝金属的组织形貌、M/A含量及其分布,可保障X80自保护药芯焊丝焊缝金属的冲击韧性控制在较高且相对稳定的水平,但工艺窗口较窄。     

X80管线钢焊接性分析

利用Gleeble热-力学模拟试验机,通过热膨胀法测得不同焊接热循环条件下X80管线钢的相变温度和时间。分析不同焊接冷却速度下X80管线钢焊接粗晶区组织、显微硬度和冲击韧性的变化规律。在此基础上,绘制得到X80管线钢的SH-CCT曲线。当焊后冷却度在10~50℃/s之间时,X80焊接粗晶区的显微硬度和冲击韧性皆高于母材。     

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.     

X80管线钢螺旋埋弧焊接头组织和冲击性能分析

在焊接过程中X80管线钢焊接热影响区和焊缝组织性能产生显著变化,特别是焊接热影响区粗晶区的低温冲击性能变化明显,因此针对X80管线钢制订相应的螺旋埋弧焊工艺,对其螺旋埋弧焊管焊缝和热影响区粗晶区(CGHAZ)和细晶区(FGHAZ)的组织和冲击性能进行分析。结果表明,与母材相比,CGHAZ的晶粒尺寸较大,低温冲击韧性较低,韧脆转变温度在-20℃和-40℃之间;FGHAZ晶粒细小而均匀,是焊接接头冲击性能较好的区域,在-60℃时冲击韧性值达到144 J;同时通过扫描电镜分析了CGHAZ和FGHAZ常温冲击断口形貌,CGHAZ塑性断口区是小而浅的韧窝,而FGHAZ塑性断口区为大而深的韧窝。     

X80高性能管线钢焊接热敏感性研究

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电镜和冲击试验，研究了4种X80高性能管线钢焊接粗晶区韧性随焊接热输入的变化规律。结果表明，其焊接粗晶区的韧性不仅受焊接热输入大小的影响，而且不同的管线钢在相同的焊接热输入下，粗晶区韧性下降的幅度不同，具有不同的热敏感性。     

海洋用X80管线钢焊接接头的组织性能

针对海洋石油工业的发展趋势,以海洋用高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术,研究了焊条电弧焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律.结果表明:采用设计的焊条电弧焊工艺参数对海洋用X80管线钢进行焊接,可以得到合格的焊接接头.X80管线钢母材和焊接接头所具有的针状铁素...     

X80管线钢焊接冷裂纹敏感性研究

采用BOHLER E9010G纤维素焊条进行斜Y形坡口焊接裂纹试验和最高硬度试验,结合显微组织分析和斜Y形坡口焊接裂纹试验的残余应力分析,系统研究了X80管线钢的冷裂纹敏感性。结果表明,不进行预热时,X80管线钢存在一定的冷裂纹敏感性,一定程度的预热可以有效降低其冷裂纹敏感性,且接头中等效残余应力峰值水平下降;当预热温度为150℃时,断面裂纹率最低;但当预热温度高于150℃后,粗晶区显微组织变得粗大,且焊接接头中横向残余应力峰值和等效残余应力峰值均上升,不利于降低冷裂纹敏感性。     

低匹配条件下X80管线钢焊接接头的变形能力研究

采用有限元法对低匹配条件下X80钢级管线钢焊接接头的变形能力进行了研究.结果表明,随着平均应变的增大,变形逐渐向焊缝区集中,且焊缝强度越低造成的应变集中越严重,焊接接头的变形能力越低.5%、10%低匹配的焊接接头的变形能力分别为0.7%、1.5%.