过渡层焊材选型对薄内衬304/Q235B复合管焊后耐蚀性影响

薄内衬双金属复合管受管壁厚度影响,无法对内衬层进行单道次焊接。文中对内衬层304厚度0.6 mm,基层Q235B厚度4.0 mm的双金属复合管,采用钨极氩弧焊及过渡层+基层2层3道次的焊接方法,选用ER309L焊丝、 TGF309L焊丝及ERNiCrMo-3焊丝进行过渡层的焊接,选用ER70S-6焊丝进行基层焊接,设计了3种焊接方案,对焊接接头进行了显微组织和耐蚀性能分析,重点分析不同过渡层焊材的选取对焊接接头耐蚀性能的影响。结果表明,3种焊接方案的焊缝成形良好,选用ER309L和TGF309L焊丝焊接的过渡层焊缝显微组织致密,为奥氏体+少量蠕虫状铁素体,焊缝-母材合金元素过渡均匀,焊后接头自腐蚀电流较小;选用ERNiCrMo-3焊丝焊接其过渡层显微组织特点为镍元素不能充分扩散,在奥氏体中出现聚集现象,并伴有晶间组织,焊后接头钝化区间长度及击破电位较高,3组方案耐腐蚀性能均强于复合管母材。     

城市输水用Q235B+304不锈钢复合管环焊焊接工艺

不锈钢复合管内侧为具有耐腐蚀性能的不锈钢,外侧为具有一定强度的碳钢,成为新一代环保型输水管。为了研究8 mm+2 mm厚城市输水用Q235B+304不锈钢复合钢管的环焊焊接工艺,试验选用合理的焊接材料及坡口形式等,获得了复合板与复合板、复合板与碳钢板的焊接接头。通过拉伸、冲击、弯曲试验评价两种焊接接头的力学性能;通过检测接头不锈钢焊道化学成分,评估复合管焊接接头内侧不锈钢焊道的耐晶间腐蚀性能。结果表明,所采用的焊接工艺获得的接头力学性能满足技术要求且富余量较大,复合管接头不锈钢焊缝获得了A+(5%~10%)δ组织,耐晶间腐蚀性能优异。     

Q235B/304复合板焊缝元素扩散分析与性能研究

采用SMAW焊接Q235B/304双金属复合板。利用光学显微镜和EDS分析焊接接头显微组织及合金元素分布,测试焊接接头力学性能。结果表明,焊缝组织主要为奥氏体和少量δ铁素体。碳钢侧熔合线附近C元素发生了少量扩散,Mo元素稀释明显,Cr元素有少量稀释,Ni元素未出现明显稀释。THNi317-THA062焊缝金属扩散层及不锈钢侧焊道未出现明显的C元素扩散和合金元素稀释。焊接接头平均抗拉强度为501 MPa,焊缝和热影响区冲击功分别为129 J和65 J,焊接接头各区硬度均低于350 HV_(10),满足技术指标和使用性能要求。     

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.     

酸性介质用大口径2205/Q235双相不锈钢复合管

针对油田集输管线对抗腐蚀性能的特殊要求,研制开发了大面积2205/Q235双相不锈钢复合板材;采用直缝双面埋弧焊(JCOE)成型技术和氩弧焊+CO2保护焊复合焊接技术,成功试制了426 mm×14 mm覆层2205双相不锈钢的复合管。采用SEM、力学性能检测和HIC(氢致开裂)、SSCC(硫化物应力腐蚀破裂)以及腐蚀速率测定等方法对复合管的性能进行了测定。测试表明,2205双相不锈钢和Q235碳钢完全实现了冶金结合;复合管的剪切强度及其它力学性能完全符合相关标准要求,并具有较好的抗HIC和SSCC性能,在H2S、CO2、Cl-共存的气相腐蚀介质中,试样腐蚀速率仅为0.045 mm/a,可用于油田酸性介质的输送。     

Inconel 625/X65复合管焊接工艺及接头性能研究

对双金属复合管进行了GTAW( TIP TIG)对接焊试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度测试以及无损探伤,利用光学显微镜、化学分析方法对接头金相组织和主要合金元素进行了分析.结果表明,焊接接头无缺陷,力学性能优良,焊缝区为晶粒非常细小的柱状树枝状奥氏体组织,主要合金元素含量均匀稳定,耐蚀性能良好.     

304/Q235复合板多主元高熵化焊缝的组织与性能

对304/Q235复合板进行激光填粉焊接试验,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、材料万能试验机及电化学工作站等,对比分析了多主元高熵化CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料及Fe基焊料所得焊接接头的微观组织、物相结构、力学性能与电化学腐蚀性能,探索了焊缝填充材料对不锈钢复合板焊缝微观组织、接头性能的影响规律。结果表明,CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料焊缝区形成了FCC及Ti₃Al颗粒的双相结构,焊缝显微硬度仅为Fe基焊料焊缝区硬度的69%~75%。两种焊接接头都有较好的抗拉强度,拉伸试样都在母材区断裂。CrNi₂MnTi_0.5Al_0.5焊料焊缝区具有最佳的耐蚀性能,其腐蚀速率约为304不锈钢的41%。     

254SMO/Q235B异种钢焊接接头显微组织

分别选用ERNiCrMo-2,ERNiCrMo-3,ERNiCrMo-10,ERNiCrMo-12,ERNiCrMo-13及ERNiCrMo-14 6种镍基合金焊丝,采用手工TIG焊对254SMO/Q235B异种钢板进行焊接试验解决254SMO波纹管与Q235B钢管焊接时出现的裂纹问题,.焊后利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对焊接接头进行了分析研究.发现采用ERNiCrMo-2,ERNiCrMo-3和ERNiCrMo-14焊丝时,焊缝中有较多的微裂纹出现;选用另外3种焊丝进行焊接时,焊缝成形良好,未出现焊接裂纹.结果表明,该焊接裂纹为热裂纹,异种钢物理性能的差异及焊缝中杂质元素的偏析是造成焊接裂纹的关键因素.     

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φ610 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5.14×10-4 mm/a,约为母材的60%。     

304L/SA516Gr70不锈钢复合板焊接接头的组织与性能分析

针对304L/SA516Gr70不锈钢复合板,采用钨极氩弧焊方法并选用ER309L焊丝焊接覆层和过渡层,选用E5015焊条电弧焊焊接基层.对焊接接头进行拉伸强度等力学性能测试,结果表明,拉伸试样断裂于母材,焊接接头的抗拉强度达573.4 MPa,断口呈明显的韧性断裂;观察接头金相组织表明,过渡层焊缝组织为黑色的蠕虫状和...     

Q245R/316L复合管管道焊接工艺

对Q245R内衬316L复合管进行了TIG焊试验,利用光学显微镜(OM)对2种不同工艺下的复合管焊接接头的微观组织进行了分析,并进行了拉伸及硬度测试.结果表明,2种工艺条件下均得到了成形良好的焊接接头,焊缝组织为γ+δ,碳钢热影响区可分为过热区、正火区和不完全正火区,三个区域的组织均为α+P,其中过热区组织粗大,正火区组织细小,不锈钢热影响区组织为γ+大量δ.在试验参数下,新、旧工艺下的复合管焊接接头的平均抗拉强度分别为495 MPa和463.3 MPa,接头硬度分布不均匀.     

254SMO/Q235B异种钢焊接接头显微组织的研究

在膨胀节生产过程中,发现管道的部分焊道出现了裂纹,为找出裂纹产生的原因,分别选用ERNiCrMo-3,ERNiCrMo-10及ERNiCrMo-14镍基合金焊丝,采用手工TIG焊对254SMO/Q235B异种钢进行焊接.焊后利用金相显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头的显微组织进行了分析研究.发现采用ERNiCrMo-10焊丝进行焊接时,焊缝成形良好,未出现焊接裂纹;选用ERNiCrMo-3和ERNiCrMo- 14焊丝时,焊缝均有不同数量的微裂纹出现.研究结果表明,焊接裂纹为凝固裂纹,焊丝成分是造成焊接裂纹的主要原因之一,焊缝凝固模式为全奥氏体模式,有明显的凝固亚晶界(SSGB)、凝固晶界(SGB)和迁移晶界(MGB).     

Q245R/316L复合管管道焊接工艺北大核心

对Q245R内衬316L复合管进行了TIG焊试验,利用光学显微镜(OM)对2种不同工艺下的复合管焊接接头的微观组织进行了分析,并进行了拉伸及硬度测试。结果表明,2种工艺条件下均得到了成形良好的焊接接头,焊缝组织为γ+δ,碳钢热影响区可分为过热区、正火区和不完全正火区,三个区域的组织均为α+P,其中过热区组织粗大,正火区组织细小,不锈钢热影响区组织为γ+大量δ。在试验参数下,新、旧工艺下的复合管焊接接头的平均抗拉强度分别为495 MPa和463.3 MPa,接头硬度分布不均匀。     

L360QB/316L复合管电弧焊环焊缝接头组织性能研究

对壁厚(11+2) mm的L360QB/316L复合管进行了环焊,基层采用手工电弧焊,过渡层及覆层采用背部充氩保护的TIG焊;对其焊接接头进行拉伸、弯曲、刻槽锤断及晶间腐蚀试验评价了环焊缝的性能,采用光学、扫描电镜对焊接接头的显微组织及主要合金元素的扩散进行了分析.试验结果表明:环焊缝焊接接头性能良好且具备耐晶间腐蚀性能;环焊缝组织明显分为合金钢层、扩散层、过渡层、不锈钢层四个区,过渡层对不锈钢层焊缝起到了很好的隔离作用;环焊缝焊接接头中不锈钢层焊缝沿水平方向的硬度分布基本未发生明显变化,焊缝、热影响区、母材的力学性能差异不大.     

扩散连接温度对304不锈钢接头性能与组织的影响

以304不锈钢为研究对象,探究了扩散连接温度(925～1000℃)对接头厚度变形量及力学性能的影响,并分析了其对界面组织的影响作用.扩散连接接头剪切强度随扩散温度升高呈现抛物线式变化.在950℃,30 MPa和60 min条件下扩散连接,接头抗剪切强度为580 MPa,达到母材剪切强度的98.47％,厚度变形量为1.2...     

马氏体不锈钢/Q235复合板显微组织及性能研究

采用熔化极活性气体保护焊(MAG)工艺制备了马氏体不锈钢/Q235复合板,通过添加ER80-G过渡层提高复合板的冲击韧性.采用光学显微镜、显微硬度仪、扫描电镜对复合板的微观组织、显微硬度和冲击断口进行分析.结果 表明,试验制备的复合板界面具有良好的冶金结合.高强层由板条马氏体组成,硬度为380～420 HV;过渡层由针...     

20G/316L双金属复合管弧焊接头组织与性能

对20G内衬316L复合管进行了TIG焊对接试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、压力测试以及无损探伤,利用光学、扫描电子显微镜以及化学分析方法对接头组织和主要合金元素的扩散进行了分析.结果表明,焊缝分为碳钢层、碳钢与过渡层间的扩散层、过渡层和不锈钢层四个区域.扩散层焊缝组织为马氏体+残余奥氏体,过渡层为奥氏体组织,而不锈钢层则为胞状树枝晶.在试验参数下,接头各项力学性能优良,接头无缺陷.焊缝根部Ni,Cr合金元素与焊接材料相比无明显变化,采用过渡焊丝起到了保持根部焊缝合金元素含量的作用.     

316L+20G不锈钢复合管焊接技术

系统论述了不锈钢复合管的焊接工艺特点、性能,并结合生产实际确定了焊接工艺参数,总结了复合管焊接技术,对新材料的应用、新技术和新工艺的推广起到了积极的作用.     

经新型Q-P-T工艺处理后Q235钢的组织与性能

研究了最低屈服强度为235 MPa的Q235钢经新型淬火-分配-回火(Q-P-T)工艺处理后的力学性能和焊接性能.结果表明,经Q-P-T处理后的Q235钢(QPT235钢)强度得到了大幅度的提升:屈服强度和抗拉强度分别达到435和615 MPa.采用相同焊料和焊接工艺,QPT235钢焊接接头的力学性能比Q235钢显著提高,前者的抗拉强度约为532 MPa,延伸率约为16.7%,而后者的抗拉强度约为414 MPa,延伸率约为12.4%.显微组织观察揭示了QPT235钢性能改善的原因:QPT235钢焊接热影响区中铁素体晶粒和珠光体层片显著细化,并避免了魏氏组织的大量出现;在QPT235钢的母材和热影响区中均存在硬相马氏体、贝氏体和软相残留奥氏体的复合组织,取代了Q235钢中部分的铁素体和珠光体.     

API 5L X65+UNS N06625复合管的焊接工艺

镍基复合管因其良好的耐蚀性与经济性,已在石油天然气领域被广泛应用。由于镍基复合管的碳钢基层与镍基合金复合层无论在化学成分还是物理性能等方面均差异巨大,因此对于镍基复合管的焊接也成为了一项重要的研究课题。目前,镍基复合管焊接最常用的焊接方法为氩弧焊(GTAW)、热丝TIG焊(TIP-TIG)、焊条电弧焊(SMAW)。文中设计了GTAW+TIP-TIG与GTAW+SMAW这2组试验,对API 5L X65+UNS N06625复合管的焊接工艺开展研究,并对焊接接头的力学性能及耐蚀性进行分析。