焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头SSCC行为研究

研究了焊接材料为ARC625,焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头的H2S应力腐蚀(SSCC)性能,与焊缝为普通碳钢的管线钢焊接接头的SSCC性能做了比较。SSCC试验结果表明,两种接头均出现了开裂现象,断口形貌为准解理断裂,进一步分析发现焊缝为镍基合金的接头组织较均匀,而焊缝为普通碳钢的接头开裂区域存在大量马氏体/奥氏体,碳化物呈连续状分布。与母材相比,硬度值在两种焊接接头的热影响区区域急剧增加,镍基合金焊缝硬度超过了管线钢硬度极限值,而热影响区硬度接近该值。极化曲线测试结果显示,焊缝为镍基合金的接头热影响区腐蚀电流密度及腐蚀速率均小于第2种接头的热影响区以及母材区域,焊缝为镍基合金焊接接头表现出了更加优异的电化学腐蚀性能。     

液化气原料罐法兰与管线接头失效因为分析

从断口形貌观察、金相组织的检验、腐蚀产物成分分析等方面对液化气原料罐法兰与入口管线接头的失效因为进行了分析,认为是16Mn钢在含有H2S的腐蚀介质中,在焊接残余应力和工作载荷的共同作用下,由于应力腐蚀而产生的沿晶脆性开裂.裂纹起始于内表面法兰侧焊缝热影响区熔合线附近(马氏体区),裂纹源起始于该区域的蚀坑或焊缝根部余高应力集中部位,同时出现多处裂纹源,每个微小裂纹在该区域内沿焊缝纵向扩展最终连接成大裂纹.并向纵深扩展,直至穿透.并提出了相应的措施防止此类事故的发生.     

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 分析了滚筒在筒皮和轮毂焊缝处断裂的原因,通过化学成分分析、硬度测试、显微组织观察、断口宏观观察和扫描电镜分析研究了断裂原因。结果表明：轮毂的化学成分符合国家标准,基体组织正常;筒皮中磷成分超过国家标准,基体的带状组织严重,达到了3级,在焊接热影响区形成魏氏组织,使焊缝的韧性急剧下降,焊接接头变脆,导致滚筒在焊缝处开裂。     

TP304H/T22异种钢焊接接头微观组织特性对焊缝失效的影响分析

异种钢焊接接头在锅炉再热器与过热器中具有广泛的应用，但长期服役于高压高温等工况易萌生裂纹导致早期失效。通过对某运行已超过20万小时的TP304H/T22异种钢焊接接头的焊缝、母材与垫板交界区域，近熔合线侧的热影响区及远离焊缝的母材区域的微观组织及裂纹萌生与扩展进行研究，考察分析接头裂纹区域与非裂纹区域的组织特征对焊缝失效的影响。结果表明：焊缝、母材及垫板三者的交界处的微观晶粒分布密集呈无规则排列且随着服役时间的增长存在明显的粗化现象，导致该区域易萌生裂纹并扩展延伸；非裂纹区域的显微组织结构排列均匀有序并存有大量孪晶，钢材热稳定性提高，不易产生裂纹。本研究能够为开发高性能异种钢焊接接头工艺以及现有焊接接头性能检测和维护提供研究基础。     

连铸辊表面堆焊层开裂原因分析

采用化学成分、金相组织和扫描电镜断口分析及显微硬度测定等手段对连铸辊表面堆焊层开裂部位进行了取样分析。结果表明,堆焊工艺制定不当,热影响区的过热区形成高碳粗大马氏体组织及保留了较大的焊接应力,是导致堆焊层开裂的主要原因。并提出了改进措施和建议。     

Zr702合金焊接接头在沸腾硝酸中的腐蚀行为研究

研究了采用钨极氩弧焊（TIG）焊接的Zr702合金焊接接头在8 mol/L沸腾硝酸中的应力腐蚀、电化学腐蚀、均匀腐蚀行为及其失效机理。结果表明：TIG焊接后,Zr702合金焊接接头熔合区和热影响区晶粒发生粗化;热影响区产生残余拉应力,平行于焊缝的残余应力达到179.68 MPa,垂直于焊缝的残余应力达到134.94 MPa。Zr702合金焊接接头的均匀腐蚀速率比母材高50%,这是由于组织内存在的残余应力会诱导合金溶解腐蚀。在拉应力的作用下,Zr702合金焊接接头表面的钝化膜沿着垂直于拉应力方向开裂,表现为明显的解理断裂特征,导致接头的应力腐蚀敏感性升高,存在应力腐蚀开裂的风险。     

EN1.4501超级双相不锈钢叶轮早期应力腐蚀开裂研究

用光学显微镜及电子扫描显微镜观察了叶轮本体与扰流板焊缝的微观组织以及焊缝处微裂纹的形貌。结果表明,应力腐蚀开裂萌生并扩展于熔合线附近的焊接热影响区,与母材相比,处于熔合线附近的叶轮本体显微组织发生了明显变化。焊接热循环直接导致熔合线附近的热影响区产生了Cr_2N,从而使其周边形成贫Cr区。贫Cr区的形成是焊缝组织耐蚀性劣化的根源,也是叶轮早期应力腐蚀开裂的主要原因。在不能进行焊后热处理的情况下,经现场验证取消叶轮近心部区域的四个扰流板不明显减弱扰流效果,同时可避免应力腐蚀开裂。     

连铸辊表面堆焊层开裂原因分析

采用化学成分、金相组织和扫描电镜断口分析及显微硬度测定等手段对连铸辊表面堆焊层开裂部位进行了取样分析。结果表明，堆焊工艺制定不当，热影响区的过热区形成高碳粗大马氏体组织及保留了较大的焊接应力．是导致堆焊层开裂的主要原因。并提出了改进措施和建议。     

国产TIG焊导电辊接头失效机理分析

通过对国产TIG焊失效导电辊哈氏合金C-22断口进行XRD、EDAX成分分析、失效区金相组织及断口形貌观察、极化曲线测定等手段分析了国产TIG焊导电辊的失效原因及其失效机理.金相观察表明哈氏合金筒体焊后未经过固溶处理,会导致焊缝金属和母材之间存在组织差异;腐蚀裂纹宏观形貌观察表明导电辊断裂失效的裂纹源主要萌生于筒体表面的焊缝区域,并逐渐向焊缝内部扩展并最终进入母材;极化曲线测试表明填丝TIG焊焊缝的腐蚀电位要低于母材的腐蚀电位,腐蚀电位差异是导致导电辊焊缝区域发生严重腐蚀的主要原因.这项研究成果可为进一步开展哈氏合金导电辊的制造提供理论依据和技术指导.     

脱硫系统塔底重沸器壳体应力腐蚀开裂分析

采用化学成分、金相组织、断口形貌及腐蚀产物的能谱分析等方法分析了脱硫系统塔底重沸器产生裂纹的原因.结果表明,重沸器断口较平整,母材、焊缝的化学成分和金相组织正常,断口表面呈现沿晶开裂现象,部分区域还存在树枝状二次裂纹,开裂的原因是由于长期在富含H2S环境中及焊缝附近有较高的焊接残余应力,并提出了相应的防护和改进的措施.     

燃煤锅炉锅筒开裂失效分析

利用JXA-8800R电子探针对燃煤锅炉锅简的缺陷进行分析.结果表明:锅筒钢板组织不合格,同时锅垢还使锅筒钢板表面产生较大的应力,致使钢板产生显微裂纹并扩展,以至最后开裂.最后提出了相应的改进措施.     

调温器不锈钢焊接接头开裂分析

在试车过程中,发动机调温器焊接接头靠近SUS430壳体一侧开裂.通过对调温器壳体化学成分分析,焊接接头断口扫描观察、金相组织观察并结合调温器失效前的情况综合分析,确定了调温器不锈钢焊接接头开裂的模式及产生原因.结果表明:调温器壳体一侧焊接接头为晶间腐蚀导致的沿晶开裂;焊接接头热影响细晶区的晶间腐蚀敏感性以及试机采用的自来水提供的腐蚀环境是导致调温器在壳体热影响细晶区腐蚀开裂的主因.针对调温器在焊接接头开裂的原因做出了合理的改进,取得了良好的效果.     

不锈钢硝酸输送管道焊缝的腐蚀失效原因

通过化学成分分析、扫描电镜观察、能谱分析等方法,研究了硝酸管道焊缝腐蚀失效的原因。结果表明:304不锈钢硝酸管道在焊缝的腐蚀失效主要发生在焊缝热影响区,出现晶间腐蚀,沿热影响区出现刀口状腐蚀沟槽。三通母材的含碳量高于标准值,导致三通侧的管材在焊接过程中,其热影响区更容易发生敏化,晶粒粗大,导致耐蚀性下降。碳含量是影响304不锈钢焊接接头在硝酸中耐蚀性的关键因素,碳含量越高,焊接过程中热影响区的不锈钢越容易发生敏化,导致其耐蚀性显著降低。     

主蒸汽压力取样管异种钢焊接接头开裂原因分析

为了避免发生机炉外小径管爆裂事故,以某电厂一次P91材质机外管异种钢焊接接头开裂为例,通过宏观检查、光谱分析、断口分析、金相分析、硬度检验以及管系应力分析对开裂原因进行了分析。结果显示：该取样管异种钢焊接接头失效机制为应力腐蚀开裂,且呈沿晶脆性断裂形态。保温层不严密致雨水流到管表面形成腐蚀环境,角焊缝焊址处二次应力严重超标,是导致管接头开裂的主要外在因素;管段硬度严重超标,组织异常,焊口未做焊后热处理,管接头热影响区脆性大,是导致管接头开裂的主要内在因素。     

马氏体和奥氏体不锈钢TIG焊端接接头失效分析

针对船舶设备采用的马氏体和奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接接头的泄漏问题,采用光学显微镜和扫描电镜观察、显微硬度测定等方法,分析了1Cr17Ni2马氏体不锈钢和1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头各个区域的组织变化和硬度分布.结果表明,在1Cr17Ni2一侧的热影响区紧邻焊缝部位,铁素体受热作用明显长大,显微硬度较低,在热影响区的较高温度区,快冷得到高硬度马氏体,该区断口呈典型的解理与准解理脆性断口,成为焊接接头的薄弱地带,容易产生裂纹导致泄漏.还分析了接头失效的其它原因并提出了改进措施.     

T91/TP347H异种钢焊接接头的蠕变性能和微观组织及硬度

为探究服役对T91/TP347H异种钢焊接接头力学性能的影响,在620 ℃不同应力水平下,对T91/TP347H异种钢焊接接头进行了高温蠕变试验,分析其蠕变行为,并采用扫描电镜、光学显微镜和显微硬度计对T91/TP347H异种钢焊接接头服役前后的断口形貌、显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,高应力水平下,焊接接头失效更快,且断口更加粗糙并带有大的韧窝;相较于原始态,服役1×105 h后的焊接接头T91侧出现沉淀物粗化,晶界加宽,容易产生应力集中现象,使得材料产生沿晶界脆性断裂倾向;服役过后,T91侧出现软化现象,而TP347H侧和焊缝有强化现象,焊缝硬度显著增加,且焊接接头的T91侧硬度平均值均大于TP347H侧。文中基于宏观力学试验、微观组织观测和显微硬度测试,分析了服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头的变化。 创新点： (1)从宏观力学试验、断口形貌以及金相分析多个角度,分析T91/TP347H异种钢焊接接头蠕变性能以及服役对母材、热影响区、焊缝区微观组织变化的影响。 (2)基于显微硬度测试,分析服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头母材及焊缝区的硬度变化,服役对焊缝及TP347热影响区起硬化作用。     

海洋平台用钢A710焊接接头的耐蚀性研究

通过金相显微镜、扫描电镜、电化学试验和浸泡失重等手段研究了海洋平台用钢A710焊接接头各区域的组织及耐蚀性。试验结果表明:焊接接头的母材、热影响区和焊缝的组织不一致,导致各区域的耐蚀性差别,各区域的腐蚀速率大小为焊缝热影响区母材。焊缝区组织存在板条马氏体,其耐蚀性最差。焊接接头各区域的腐蚀速率均在0.2~0.5 mm/a之间,焊接接头耐蚀性符合海洋环境要求。     

锅筒-对流管束自动TIG焊接工艺设计

根据水管锅炉锅筒-对流管束角焊缝自动TIG焊存在的问题,对常规焊枪包括弧长跟踪方式、定位胀芯及送丝装置等进行改进,同时设计了一套多自由度、简便灵活的焊枪移动支撑工装,解决锅筒内焊枪移动、焊接问题;并进行焊接设备性能验证,实现了水管锅炉锅筒-对流管束角焊缝的自动TIG焊。     

换热器管子与管板焊接接头残余应力的数值模拟

基于ANSYS平台对油浆蒸发器伸出管板角接头的焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头的残余应力分布,成功的解决了焊缝的环形行走和不同部位之间的热传导问题.有限元分析结果表明.接管环焊缝的残余应力分布具有局部性的特点,高应力危险区集中在焊缝周围的管板热影响区.本文焊接条件下管接头环焊缝最大径向焊接残余应力出现在临近焊接热影响区的焊缝根部,对导致出现应刀腐蚀开裂起主要作用.合理的预热措施使最大环向焊接残余应力降低20%左右,同时管桥表面应力也得到明显改善,这就有效降低了管板表面出现应力腐蚀开裂的风险.     

气化炉烧嘴冷却水缓冲罐不锈钢接管开裂分析

对某气化炉烧嘴冷却水缓冲罐进行定期检修，发现与缓冲罐筒体连接的不锈钢接管发生了开裂。通过观察裂纹扩展方向、检测接管材质和服役介质化学成分及分析接管微观组织，揭示了该不锈钢接管出现开裂的具体原因。研究发现，沿着接管的径向裂纹启裂于接管内表面，沿着接管的轴向裂纹启裂于接管/缓冲罐筒体焊接接头热影响区；微观组织分析发现失效接管呈沿晶开裂特征；不锈钢接管服役介质中存在一定量Cl^-,接管开裂区域组织晶界上分布有较多C;S含量超标、不锈钢接管/缓冲罐筒体焊接工艺不当和应力腐蚀是引起开裂的重要原因。该研究揭示了气化炉烧嘴冷却水缓冲罐不锈钢接管开裂失效的具体原因，这为该类设备的制造和返修提供了一定的指导作用，同时也为企业排除了重大安全隐患。