原油船货油舱用耐蚀钢及焊接接头腐蚀性能研究

根据国际海事组织《油船货油舱耐蚀钢认可试验程序》,对新开发的SGNS-A32级货油舱用耐蚀钢及其焊接接头进行浸泡腐蚀试验,并辅以金相分析、电化学试验等研究手段,探讨了成分、组织等对耐蚀钢腐蚀行为的影响。结果表明,耐蚀钢板和焊接接头的力学性能和腐蚀性能均满足国际海事组织标准要求,钢板浸泡均匀腐蚀速率0.3mm/a,焊接接头焊缝与母材间腐蚀深度小于12μm;耐蚀钢板组织为铁素体+珠光体组织,焊缝组织为铁素体+贝氏体,热影响区组织为贝氏体;母材的自腐蚀电位较正,其次是焊缝,热影响区的自腐蚀电位最负。     

3Cr低合金钢焊接接头腐蚀膜对基体的保护作用

利用扫描电镜分析3Cr低合金管线钢高频电阻焊接头微观组织,采用高温高压反应釜和电化学阻抗测试技术对焊接接头的CO₂腐蚀行为进行研究. 3Cr低合金钢高频电阻焊焊缝和母材的化学成分一致,组织均为铁素体+珠光体,且焊缝组织更加细小、均匀. 失重试验结果表明,焊接接头的腐蚀速率比母材小0.28 mm/年. 电化学阻抗测试结果表明,浸泡时间48和168 h后,焊缝表面腐蚀膜电阻均大于母材,焊缝腐蚀膜对基体的保护性均好于母材. 这是由于焊缝组织分布均匀细小,表面腐蚀膜均比母材均匀和致密. 浸泡48 h时焊缝表面为双层膜结构,母材为单层膜;浸泡168 h时焊缝和母材表面均为单层膜结构.     

不同耐候指数焊丝对Q420qENH焊接接头冲击及腐蚀性能的影响

采用不同耐候指数的焊丝焊接了首钢生产的50mm厚Q420q ENH耐候桥梁钢,通过冲击试验、电化学试验及周浸腐蚀试验研究了接头焊缝区的冲击性能及焊接接头的腐蚀性能。结果表明,耐候焊丝获得的焊缝区冲击性能优于普通焊丝;焊缝的开路电位高于普通焊丝,焊接接头的腐蚀性能优于普通焊丝。     

X80管线钢焊接热影响区在含S2-介质中的耐蚀性分析

采用三电极电化学测试方法研究了H06H1和H05MnNiMo两种焊丝对X80管线钢焊接接头热影响区在Na2S介质中的耐蚀性.结果表明,热影响区的金相组织为针状铁素体+粒状贝氏体,晶粒细小.焊接接头的热影响区在温度为20～60℃,Na2S质量分数为1.0%～2.0%的范围内,随着Na2S质量分数的增大和温度的升高,腐蚀速率加大,腐蚀速率在0.24～0.81 mm/a的范围内,腐蚀过程为阳极极化控制的腐蚀体系.在温度达40℃以上,出现阳极扩散控制的腐蚀过程.     

基于电化学方法5Cr钢熔化焊接头CO2腐蚀行为

为了获得5Cr钢熔化焊焊接接头的动态腐蚀特性,采用基于电极电位的电化学方法进行5Cr钢焊接接头耐CO₂腐蚀行为的研究,建立了基于极化曲线下的腐蚀模型,研究了不同填充材料的焊接接头的耐腐蚀性. 研究发现,在温度为40 ℃,CO₂分压为10个大气压等加速腐蚀条件下,低铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位最正,腐蚀速率最小,高铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位较正,腐蚀速率较小,无铬焊丝的焊缝自腐蚀电位最负,腐蚀速率最大. 对比只反应腐蚀前后质量变化的失重法,电化学方法反映了腐蚀周期任一时刻的动态腐蚀速率,基于电化学腐蚀模型下的腐蚀速率与失重法测量结果相吻合. 验证了电化学腐蚀模型的正确性. 结果表明,低铬钢匹配适当的低铬焊丝可使得焊接接头具有较强的耐CO₂腐蚀性能.     

低合金钢焊缝金属的腐蚀行为

研究了多种焊接工艺参数下,母材分别为16Mn和X70钢的焊接接头各部位在25℃空气中、25℃通N2除氧NACE溶液和3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,针状铁素体腐蚀倾向较大,但其腐蚀速度很慢;焊接接头中针状铁素体数量对其腐蚀性能有着明显的作用,较多数量的针状铁素体对应着较强的焊缝金属抗腐蚀能力,但过量针状铁素体的出现可能会加快低合金钢焊接接头的腐蚀。     

301L不锈钢激光填丝焊接头腐蚀性能研究

不锈钢的车体部件的腐蚀主要是晶间腐蚀,结合不锈钢自身的组成成分以及焊接过程中的相关工艺参数,研究线能量在窄间隙激光填丝焊中对焊接接头腐蚀性能的影响,设计了不锈钢焊接接头的腐蚀试验方案,并从贫铬理论出发阐述其对于焊接接头腐蚀行为的影响机理。以6 mm厚301L不锈钢板材作为基体材料,以ER308L焊丝为填充材料,研究线能量分别为120 J/mm、150 J/mm、180 J/mm时窄间隙激光填丝焊焊接接头的腐蚀行为。对三组不同线能量下窄间隙激光填丝焊焊接接头进行电化学测试,并在浸泡腐蚀之后进行电镜扫描,表征对比腐蚀形貌,得出线能量为150 J/mm时接头的腐蚀性能最佳。     

原油油船货油舱耐蚀钢配套药芯焊丝及焊接接头耐腐蚀性能研究

依据2013年2月中国船级社（CCS）标准《原油油船货油舱耐蚀钢检验指南》的规定,在模拟上甲板腐蚀工况试验条件下,对新研制的EH36级货油舱耐蚀钢配套药芯焊丝熔敷金属及焊接接头腐蚀性能进行了研究。试验结果表明：耐蚀钢配套药芯焊丝熔敷金属及焊接接头腐蚀性能满足CCS标准规定,药芯焊丝熔敷金属25年腐蚀损耗估算值为1．72182mm,焊缝金属与母材间腐蚀深度均小于标准规定（小于30μm）。研制开发的EH36级货油舱耐蚀钢配套药芯焊丝熔敷金属及焊接接头上甲板腐蚀性能合格。     

异种钢角焊缝泄漏点的修复

我厂中压联尿设备CO_2吸收塔,主体采用的是16MnR,内衬国产尿素用钢的塔类设备(牌号为0 Cr17Mn13Mo2N)。该设备于1989年10月发现其气体进口管与简体焊接熔合区域出现泄漏。经我厂在役压力容器检测站检测,查得该区域局部壁厚已由原来的30mm减薄到6mm。鉴于这种情况,工厂决定修复这台设备。 1 焊接工艺试验由于该接头是A+F双相不锈钢与低合金钢的焊接,接头焊接冶金情况较为复杂。需补焊部位的结构如图1所示。根据修补部位的接     

1Cr18Ni9Ti+Q235复合钢板对接焊缝组织和抗腐蚀性能分析

针对内复合不锈钢焊管制造,采用4种焊接工艺对厚度为3mm+10mm的1Cr18Ni9Ti+Q235复合钢板对接焊缝进行了自动焊接,对焊接接头进行显微组织分析、拉伸、内外弯曲、冲击试验、电化学和晶间腐蚀试验.结果表明,采用TIG焊焊接复层,复层焊缝显微组织为奥氏体加少量铁素体,在1moL/L的盐酸溶液中进行电化学腐蚀试验,其抗电化学腐蚀性能与母材复层相近,无晶间腐蚀现象.基体采用TIG焊的焊接接头,基体焊缝组织为较高强韧性的板条状马氏体,满足力学性能要求.而基体采用SAW焊的焊接接头,基体焊缝力学性能和复层焊缝抗腐蚀性能均不能满足要求.     

焊接工艺对Incoloy 825镍基合金接头力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用不同的焊接工艺对Incoloy 825镍基合金进行焊接,并对比分析了不同焊接工艺下焊接接头的力学性能及耐腐蚀性能。结果表明:纯钨极氩弧焊工艺焊接接头的强度、韧性最佳,药芯焊丝气体保护焊工艺接头的最差,埋弧焊及焊条电弧焊工艺接头的居于其间;通过进行点蚀、晶间腐蚀、H_2S应力腐蚀、CO_2应力腐蚀及高温高压CO_2腐蚀试验,表明纯钨极氩弧焊工艺焊接接头的耐腐蚀性能最优,为后续工程项目焊接工艺开发提供了良好的借鉴。     

430铁素体不锈钢超窄间隙焊接试验

铁素体不锈钢焊接时,需采用低热输入,以防止因热影响区晶粒粗化而导致的接头局部脆化.采用间隙宽度为3.2 mm的焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法,对430热轧板进行焊接试验.利用底部衬条获得了熔合良好的根焊,该方法焊接热输入可低至0.32 kJ/mm;热影响区窄,约为0.25 mm;铁素体晶粒未严重粗化,晶粒度为5.5 ～6级.采用ER309焊丝,焊接接头焊缝组织为奥氏体+板条状铁素体;在焊接热循环过程中,热影响区部分组织发生α→γ→M相变,最终组织为铁素体+马氏体;快速冷却促使铁素体晶粒内优先析出M23C6或M23(C,N)6.焊缝与母材为高强匹配,热影响区冲击韧性与母材相当.     

核电汽轮机转子堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为及有限元仿真

采用宏观电化学试验和浸泡试验研究25Cr2Ni2MoV汽轮机转子堆焊焊接接头在80 ℃,3.5% Cl?环境下的电偶腐蚀行为. 电化学试验结果表明,焊缝为腐蚀薄弱区,腐蚀电位从高到低依次为热影响区、母材、焊缝. 浸泡试验结果表明,随着母材面积的增大,焊缝平均腐蚀厚度逐渐加深. 进一步利用宏观电化学测试所获的电化学参量建立焊接接头电偶腐蚀有限元模型对比浸泡试验结果. 结果表明,有限元仿真结果能有效模拟堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为,为实际生产提供电偶腐蚀速率预测.     

耐候钢母材与焊丝匹配对焊接接头应力腐蚀性能的影响

对铁路转向架用S355J2W耐候钢和SMA490BW耐候钢匹配不同焊丝(CHW-55CNH,G424M21Z)焊接得到三种接头。采用光学显微镜、电化学测试和慢应变速率试验等对焊接接头的显微组织、电化学性能以及耐应力腐蚀性能进行了研究。结果表明:S355J2W耐候钢配G424M21Z焊丝接头属于高匹配接头,母材与焊缝的强度差距大,容易在接头部位造成应力集中,具有较大的应力腐蚀倾向,其电化学腐蚀倾向最高;S355J2W耐候钢配CHW-55CNH焊丝接头属于高匹配接头,应力腐蚀倾向较低;SMA490BW耐候钢配CHW-55CNH焊丝接头属于低匹配接头,母材与焊缝区的强度相当,接头处的应力集中较小,其应力腐蚀倾向很低,电化学腐蚀倾向也最低。     

轨道车辆用异种奥氏体不锈钢激光搭接焊接头的晶间腐蚀行为

采用高功率光纤激光焊接设备对0.8 mm厚SUS301L-DLT和2.0 mm厚EN1.4318+2G奥氏体不锈钢板进行了激光搭接焊工艺试验,并对接头分别进行了草酸腐蚀、硝酸腐蚀和电化学腐蚀试验,分析了接头及其母材在不同腐蚀条件下的晶间腐蚀行为。结果表明,焊接接头及母材经过草酸溶液浸蚀后,其晶界组织均为第一类阶梯组织,而在硝酸溶液热浸蚀时,接头的腐蚀率高于其母材金属。在硫酸溶液腐蚀介质中,焊接接头及其母材的双环电化学动电位再活化(DL-EPR)曲线上均出现再活化峰,其中接头的再活化率值较母材大,表明奥氏体不锈钢激光搭接焊接头的抗晶间腐蚀性能下降。     

Q235B/SUS304螺旋冶金复合管埋弧焊接头的组织和性能

采用埋弧焊接(SAW)工艺对规格为610 mm×(6+1) mm的Q235B/SUS304螺旋冶金复合管(基层碳钢厚6 mm,复层不锈钢厚1 mm)进行了试制生产试验。利用OM,SEM研究了复合管焊接接头各区微观组织特征,并测试了焊接接头力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,研究开发的埋弧焊接工艺能有效抑制合金元素稀释,使得复合管复层焊缝金属合金成分保持在合理水平。复层焊缝金属微观组织为针片状奥氏体+条带状或蠕虫状铁素体,基层焊缝金属区微观组织为少量先共析铁素体+细小针状铁素体,碳钢焊缝热影响区(HAZ)为粗大魏氏体组织。试制复合管焊接接头抗拉强度平均值为478 MPa,0℃下焊缝和HAZ冲击吸收能量平均值分别为110 J和134. 7 J;焊接接头正弯、背弯(弯轴直径d=35 mm) 180°拉伸面无裂纹;高硬度值点分布于焊缝金属区,不锈钢侧硬度值处于244～297 HV10,碳钢侧硬度值则处于149～232 HV10。晶间腐蚀试验和电化学腐蚀试验结果表明,复合管复层焊缝具有优良耐腐蚀性能,电化学腐蚀速率为5. 14×10-4mm/a,约为母材的60%。     

含铝低合金钢熔合区“铁素体带”问题

含铝低合金钢熔合区“铁索体带”问题。是含铝低合金钢焊接研究工作中的共性问题。作者研究了铁素体带的形成特点。在焊接以后。于熔合线靠含铝低合金钢一侧产生的铁素体带与接头两侧化学成份差异,尤其是与由成份所决定的高温晶体结构的差异有关。高温时的碳活度差是形成铁素体带的主要条件。焊接高温及延续时间为碳扩散的动力学条件。铁素体带使焊接接头的韧性、高温强度、应力腐蚀和电化学腐蚀等性能均有所降低。为减少或消除铁素体带产生,主要从热力学方面考虑,力求缩小高温时碳活度差异,通过调整化学成份,或由此减小母材与焊缝的临界转变温度A_3点的差异。含铝低合金钢焊接时,在熔合区产生铁素体带的现象与异种钢焊接(碳钢、钼钢、铬钼钢之间的焊接以及铬钼钢与奥氏体不锈钢之间的焊接)产生的碳迁移现象在本质上是一致的,都遵循碳活度降低的原理。由于母材中所含元素种类不同,焊接接头呈现脱碳、增碳现象有所差异。含非碳化物形成元素为主的含铝低合金钢焊接时,碳迁移的特征在于产生明显的铁素体带。     

Q345超细晶粒钢的焊接性能

对7.5 mm厚Q345超细晶粒钢板卷进行了两种焊丝(φ1.2 mm药芯和实芯)3种热输入(4～10 kJ/em)的系列CO2气体保护焊接试验,研究了焊丝和热输入对焊接接头组织和性能的影响.结果表明,热输入为4 ～ 10 k.J/cm的气体保护焊,可得到满足性能要求的焊接接头;热输入为4～6kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由贝氏体和马氏体构成,且药芯焊丝接头粗晶区马氏体含量高于实芯焊丝接头粗晶区,导致了药芯焊丝接头粗晶区较高的硬度;热输人为10 kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由铁素体构成.拉伸试验和硬度试验表明,母材是焊接接头中的薄弱部位.冲击试验结果表明,焊缝区、热影响区冲击性能与母材在同一水平.     

TP110TS和P110钢在CO_2注入井环空环境中应力腐蚀行为比较

利用U形弯试样浸泡实验和电化学测试技术研究了两种油套管钢在CO_2注入井环空环境中的应力腐蚀开裂行为。结果表明,TP110TS钢和P110钢在注入井环空环境(大量CO_2-微量H_2S)下存在一定的应力腐蚀敏感性,其应力腐蚀机制为阳极溶解和氢脆协同作用机制。在CO_2-H_2S环境下,咪唑啉类缓蚀剂的浓度对TP110TS和P110油套管钢的应力腐蚀产生不同的影响,添加足量的缓蚀剂对P110钢的应力腐蚀行为产生较好的抑制效果;但当添加量不足时,缓蚀剂会增加P110钢发生应力腐蚀的倾向性。而TP110TS钢的应力腐蚀敏感性随着缓蚀剂浓度的增加而减小,相对更适用于添加缓蚀剂的CO_2-H_2S环境。     

不同焊接方法下1.4003铁素体不锈钢焊接接头组织与性能

通过拉伸试验、弯曲试验、硬度试验和金相组织分析,研究采用MAG、CMT、PAW、TIG方法焊接的3 mm 1.4003铁素体不锈钢对接接头的常规力学性能和显微组织。结果表明:4种焊接方法下接头的常规力学性能均较为良好;采用奥氏体不锈钢焊丝的MAG、CMT、TIG接头,其焊缝组织均为板条状或网状铁素体和奥氏体,接头硬度较高。PAW不填加焊丝的焊缝组织为与母材同质的块状铁素体,其焊缝硬度不及母材。铁素体晶粒的粗化对接头的强度和硬度有不利影响。