X100直缝埋弧焊管制造技术研究

采用JCOE制管技术试制了X100级直缝埋弧焊(LSAW)钢管,研究了X100级钢板力学性能的变化,X100级钢板的JCOE成型特点,钢板的焊接性,热影响区的软化,不同试样的对比拉伸试验,焊接材料的匹配,焊接热输入量对焊接接头的硬度、强度和韧性的影响,提出了优化钢板强度和微合金化的建议.     

大口径高钢级JCOE直缝埋弧焊接钢管包申格效应试验研究

通过对100组高钢级大口径钢管及其钢板的横向拉伸性能测试，分析了JCOE工艺在制管过程中的包申格效应。结果表明，利用JCOE工艺制成的高铜级大口径直缝埋弧焊接钢管的屈服强度有下降趋势，而抗拉强度呈上升趋势，平均上升14MPa；屈强比和伸长率均呈现下降趋势，平均下降0．02。     

管线钢JCOE制管前后力学性能变化分析

研究了X60,X70和X80管线钢JCOE工艺制管前后冲击韧性、硬度及拉伸性能的变化,分析了试样加工形式、显微组织及厚径比对拉伸性能的影响。研究发现,不同钢级管线钢JCOE制管后冲击韧性均有变化,但绝大多数呈下降趋势;JCOE工艺过程产生较大的加工硬化;对于X80钢试样展平带来的包辛格效应导致屈服强度下降约44MPa;具有屈服平台的铁素体-珠光体管线钢较针状铁素体管线钢包辛格效应更大;不同显微组织钢板JCOE制管后伸长率均下降;厚径比越大,屈服强度上升越大。     

焊接热输入对X100管线钢焊接热影响区组织与强度的影响

采用焊接热模拟技术和金相显微组织分析技术,对不同焊接热输入下X100管线钢热影响区的强度和组织变化规律进行了深入分析.研究结果表明,经过焊接热循环后,X100管线钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)强度均有不同程度的下降,且下降幅度随着热输入的增加而增加,当焊接热输入达到40 kJ/cm时,CGHAZ的强度已不能满足X100管线钢最低强度要求.X100管线钢CGHAZ软化可归结于粒状贝氏体增加和晶粒亚结构的粗化,且粒状贝氏体所占比例和晶粒的粗化程度均随着热输入的增加而增加.     

X80钢制管前后强韧性变化规律研究

针对西气东输二线X80级φ1 219 mm×22 mm直缝埋孤焊管JCOE制造过程,研究了X80钢制管前后拉伸性能、夏比冲击韧性、DWTT性能的变化规律.结果表明,X80钢经JCOE工艺制管后,屈服强度、屈强比有较大幅度的升高,抗拉强度上升不大;夏比冲击功有所降低;DWTT剪切面积变化不大.同时分析了钢板制管后强韧性变化的原因,在此基础上,提出了X80钢板订货技术条件制定的原则,并经西气东输二线钢管的生产检验证明有效.     

高Nb成分X80级管线钢焊接性分析

通过高Nb Cr、高Nb Mo两种成分钢板的制管试验,从夏比冲击韧性、焊接接头硬度、焊缝化学成分等方面对两种成分钢板的焊接性进行了全面的对比.结果表明,Mo元素对焊缝和热影响区的性能改善起着重要作用,其细晶强化作用能有效提高焊缝的强度和韧性.在数据分析的基础上,提出了高Nb成分X80级管线钢焊接工艺的优化建议.     

X100钢级管线钢焊接接头热影响区粗晶区冷却时间计算方法研究

为了研究冷却时间t_8/5对X100钢级管线钢焊接接头粗晶区组织性能的影响,采用单丝埋弧焊堆焊X100钢级管线钢板,利用热电偶和函数记录仪等设备测量了粗晶区的冷却时间t_8/5,分别采用最小二乘法拟合与拉格朗日插值得到t_8/5的计算公式,并对理论经验公式、最小二乘法拟合公式与拉格朗日插值公式计算结果进行了试验验证。验证结果表明,最小二乘法拟合公式的计算结果和测量值最接近,可以用来计算X100钢级管线钢热影响区粗晶区的冷却时间t_8/5,也为合理制定X100钢级管线钢的焊接工艺提供了重要依据。     

X70级管线钢焊接热裂纹模拟研究

采用模拟焊接热循环及热塑性拉伸试验研究了X70级管线钢的焊接裂纹敏感性参数，评判了X70级管线钢的焊接热裂纹敏感性。结果表明，X70级管线钢的热塑性良好，焊接热裂纹倾向为稍敏感（其脆性温度区间为60℃），特别是在焊接正火区的热裂倾向相对较大。最后指出，在现场焊接时，应尽量采用小的热输入量，并控制焊接热影响区的峰值温度过高，避免焊接热影响区裂纹的产生。     

高强度管线钢焊接接头不同缺口位置的断裂韧性研究

采用夏比冲击试验,研究了X65级高频焊管、X80和X100级埋弧焊管焊接接头不同缺口位置的断裂韧性,用扫描电镜和金相方法分析了冲击试样断口特征和微观组织。结果表明,高钢级管线钢高频焊接焊缝处的断裂韧性最低,其冲击功大小与热处理工艺密切相关;而埋弧焊接热影响区断裂韧性在熔合线处最低,其主要原因是此处的组织为粗大的粒状贝氏体,而且强度越高焊接热循环对管线钢的作用越强,在熔合线附近更容易产生粗大组织,使断裂韧性降低。讨论了油气输送管道用钢管标准和技术条件对焊缝和热影响区冲击试样缺口位置的规定。     

批量试制X90管线钢管及板材强度特性研究

通过对批量试制的X90钢管及板材进行拉伸性能研究,结果表明试制的X90管线钢管拉伸强度满足X90钢级要求,螺旋埋弧焊管与直缝埋弧焊管抗拉强度相当,屈服强度明显偏低,屈强比优于直缝埋弧焊管;螺旋埋弧焊管板卷成型过程中屈服强度提高了16 MPa,直缝埋弧焊管钢板成型过程中屈服强度提高了97 MPa;X90钢管焊接接头拉伸断裂位置主要集中在熔合线和热影响区,造成这种现象的主要原因是熔合区晶粒粗化及软化。     

X80钢JCOE制管过程应变强化规律及其影响因素研究

为了探究X80钢制管过程中应变强化规律及其影响因素,采用厚度22 mm不同厂家生产的6种X80热轧钢板,以相同的JCOE制管工艺生产出 Φ1 219 mm×22 mm规格钢管,并对6种钢板的拉伸性能以及钢板、钢管拉伸性能差异进行了检测。根据检测结果,从化学成分、显微组织等方面分析了制管前后拉伸性能变化的影响因素。分析结果显示,X80钢制管后屈服强度、屈强比有较大幅度的升高,不同材料的升高幅度不同。研究表明,拉伸性能的变化与合金成分无明显的规律,主要与显微组织有关。     

高强度管线钢及其焊管的性能研究

目前X80级管线钢管已在大口径输送管线中得到应用,使得对进一步提高管线钢强度(X100—X120级)的需求也更迫切了。使用高强度管线钢目的是拟通过提高管道的输送压力来提高其输送效率和降低铺设管线费用。为将这两点期望变为现实,高强度管线钢管及其焊接热影响区(HAZ)应具备良好的低温韧性和现场焊接(环焊)性能,所以,必须综合应用合理的合金成分设计,超纯净冶炼,控轧、控冷(TMCP)等工艺,改善焊接热影响区工艺等多方面的技术和措施,以得到同时具备高强度、良好的低温韧性和现场焊接性能的管线钢。     

X65级薄壁直缝埋弧焊管焊接工艺试验研究

针对X65级9.5 mm薄壁JCOE钢管进行了内外焊三丝和双丝两种不同焊接工艺参数的试验研究,并对两种方案的焊接接头性能进行对比分析。结果表明,两种方案均能满足技术条件要求,内外焊双丝焊接工艺生产的钢管各项指标更优。选择该方案在工厂进行了批量生产,其焊缝拉伸性能均达到标准要求,且断裂位置均位于母材;母材、焊缝及热影响区的硬度均低于较低技术条件最大允许硬度265HV10的要求;焊缝组织为针状铁素体,焊接接头具有良好的韧性。     

试样形式对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊管拉伸试验结果的影响

以JCOE成型的X65级φ 762 mm×30.2 mm和X70级φ 765.2 mm×31.8 mm钢管为例,对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊钢管管体横向和纵向拉伸试验进行了对比,分析了板状试样和圆棒试样对管体拉伸试验结果的影响.结果表明:试样形式对抗拉强度的影响较小;横向圆棒试样的屈服强度、屈强比均明显高于横...     

液化石油气哈通球形储罐的开裂

储存液化石油气的哈边球形储罐是在现场采用SA537一级高强度碳钢预应力板组装而成的，这些钢板在焊接后要进行热处理。高残余拉伸应力和吸收存在于液化石油气中硫化氢的氢可导致在高硬度部位上的焊缝和热影响区接合处的开裂。本文推荐了几种检测和使用低强度碳钢的方法，并且介绍了更先进的焊接工艺。     

填充金属对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用埋弧自动焊机和焊接热模拟试验机对X100管线钢进行了埋弧双丝焊接试验,对比分析了两种焊接工艺下得到的焊缝区组织性能的变化情况及影响因素,研究填充金属对X100管线钢组织性能的影响规律。研究结果表明,经过埋弧双丝焊所得X100管线钢焊缝组织主要以针状铁素体、粒状贝氏体和少量先共析铁素体组成,组织比较细小,与母材性能相比,焊缝区的冲击韧性良好,强度有待提高;经过焊接热模拟方法所得X100管线钢焊缝区的组织主要以板条贝氏体和少量粒状贝氏体组织组成,焊缝区的强韧性基本和母材保持一致。     

西气东输二线用高Nb X80级管线钢宽厚板的开发

介绍了宝钢高Nb成分X80级直缝埋弧焊管用管线钢厚板的开发目标和设计思想,论述了开发的X80级钢板和直缝埋弧焊管的工业化试制情况,重点分析了X80级钢板和直缝埋弧焊管的理化性能。分析结果表明,试制钢板具有超低的C含量、较高的Mn和Nb含量,且显微组织细小,具有较高的强度、韧性及良好的焊接性,试制钢板和钢管均满足《西气东输二线管道工程用直缝埋弧焊管技术条件》要求。     

X80管线钢焊接热影响区软化问题研究

为了提高管线钢焊接热影响区组织性能,控制热影响区软化问题,分析了当前超低碳微合金X80直缝埋弧焊管焊接热影响区的软化现象,以及热影响区软化导致的弯曲开裂等质量问题。采用焊接热模拟及批量生产检验数据统计分析等方法,研究了影响X80管线钢焊接热影响区软化的因素。研究结果表明,母材合金元素、焊接热输入、母材强度以及三者之间的匹配是影响焊接热影响区软化的关键因素。指出,母材合金设计应考虑焊后热影响区的强度,母材强度应与热影响区强度相匹配。     

X80钢级Φ1219mm×33mm/37.9mm热煨弯管研制

为了适应国内油气管道工程建设的发展趋势,研发了X80钢级Φ1 219 mm×33 mm/37.9 mm热煨弯管产品。通过大量的试验与研究,开发出了适用于X80钢级Φ1 219 mm×33 mm/37.9 mm母管用钢板;通过优化焊材匹配,创新小角度低线能量快速焊接的方法,获得了性能优良的母管焊接接头;通过母管与弯管制造工艺与性能的研究,掌握了X80钢级Φ1 219 mm×33 mm/37.9 mm "钢板-母管-弯管"的性能变化规律。研发出的X80钢级Φ1 219 mm×33 mm热煨弯管尺寸精良,性能优异,具备批量生产供货条件。作为技术储备,研制出了X80钢级Φ1 219 mm×37.9 mm热煨弯管产品。     

多丝埋弧焊热影响区冲击韧性分析

热影响区的热循环是决定焊后热影响区组织和性能的重要因素。以X80级管线钢为研究对象,通过不同焊接线能量下的热模拟试验和实际工艺试验对热影响区的冲击韧性进行了比较,并结合热源的数学模型进行了简单分析。结果表明焊接线能量与焊接过程中热影响区的有效热输入存在差别,在进行焊接热模拟试验中,应根据实际工况对试验条件进行修正,以提高试验的准确性和指导性。最后,给出了实际生产中X80级管线钢热影响区冲击韧性的优化措施。