石油管道焊接接头组织及性能的研究

采用电弧焊和高频焊两种不同的焊接方法,对俄罗斯管道用低合金钢09FCФ和13XdФA进行了焊接。分析了两种试件的金相组织特点、力学性能和耐蚀性能,研究了热处理工艺对俄罗斯低合金钢管道焊接接头的性能和组织变化的影响,将试验结果与在H2S溶液中浸泡720h后的试件结果相比较。可以看出,用TBH焊完成的低合金钢焊接接头具有较高的塑性、冲击韧性和耐蚀稳定性,采用720℃的高温回火和从600℃开始的加速冷却,能够促使13XФA钢焊接接头获得较高的力学性能和耐蚀稳定性。     

P91＋TP347H焊接异质接头晶间腐蚀研究

利用扫描电镜、晶间腐蚀实验等测试方法对采用760℃×2h、800℃×2h和未热处理3种焊后热处理工艺的P91＋TP347H异种钢焊接接头的抗晶间腐蚀性能进行了研究。结果表明,未进行热处理的焊接接头晶间腐蚀现象更为严重;760℃×2h、800℃×2h焊后热处理下接头具有较高的抗晶间腐蚀能力,相比之下,760℃的热处理温度更能提高接头的抗晶间腐蚀能力。     

石油井架结构焊接节点的刚度计算

为研究梁端节点连接的柔性对连接的非线性性能的影响,提出了空间钢架半刚性梁单元的单元刚度矩阵的表达形式。将半刚性焊接节点分为受剪焊缝、受弯梁翼缘焊缝和受剪节点域3类组件,分别计算各组件初始刚度,再将其进行组装,推导了连接节点初始刚度的理论计算公式。以JJ160/41-K型钻机井架结构为例,采用理论公式计算立柱与拉筋连接节点的初始刚度,并与相应的有限元计算结果进行对比分析,2个结果吻合较好。     

激光功率对19Cr双相不锈钢焊接接头组织及性能的影响

针对具有TRIP效应19Cr经济型双相不锈钢,采用不同激光功率的激光自熔焊开展了焊接对比试验,并对焊缝的宏观形貌、微观组织、力学性能和腐蚀性能进行分析。分析结果显示,焊缝正面宏观外貌的平整度随着激光功率的升高先升高后降低,激光功率为1 000 W、1 050 W和1 100 W时焊缝成形较好;在焊缝处奥氏体相含量相对于母材含量较少,奥氏体含量的变化随着激光功率的变化先减少再增加,激光功率为1 000 W时,焊缝处奥氏体含量最少;激光功率为700 W、1 000 W和1 300 W时焊缝处的平均硬度值为220HV0.1,母材处的平均硬度值为370HV0.1;激光功率为500 W、1 000 W 和1 300 W的焊接接头电化学测试中,1 000 W的不锈钢焊接接头的自腐蚀电流密度最低,点蚀电位最高。研究表明,激光功率为1 000 W焊接时,19Cr双相不锈钢焊缝成形性最好,焊缝处显微硬度最低,且具有较好的耐腐蚀性能。     

X100管线钢管埋弧焊焊接接头性能分析

对X100管线钢管直缝双面埋弧焊接头进行了微观组织、显微硬度、拉伸及冲击试验。试验结果表明:X100管线钢双面埋弧焊焊缝金属的显微硬度高于母材,热影响区的显微硬度低于母材,焊接接头存在HAZ软化问题;横向焊接接头的抗拉强度满足ISO 3183—2007的要求,抗拉强度值高于母材纵向,但低于母材横向;埋弧焊焊缝金属的韧性良好,韧脆转变温度为-53℃;焊接热影响区的韧性较差,韧脆转变温度约为7℃。     

CT110连续油管环焊工艺对焊接接头组织性能的影响

为了确保连续油管现场修复对接焊缝性能,提高连续油管的使用寿命,设计了两种CT110连续油管环焊对接工艺方案,并进行了焊接试验。采用金相组织分析、显微硬度测试、拉伸性能检测及疲劳试验等方法,分析了两种工艺方案下焊接接头的组织与力学性能。结果显示,两种工艺下所焊CT110连续油管焊接接头的焊缝及热影响区粗晶区组织均以铁素体和粒状贝氏体为主,显微硬度及抗拉强度相当,但工艺方案二所焊接头均匀变形能力更强,疲劳寿命相对提高92%。研究表明,采用工艺方案二将盖面层改为两道焊的工艺措施,能够降低因焊接热作用引起的热影响区回复与再结晶程度,提高焊接接头均匀变形能力,从而提高接头抗低周疲劳性能。     

焊接压力对TB2钛合金线性摩擦焊焊接接头组织性能的影响

为了研究线性摩擦焊焊接压力对焊接接头组织和性能的影响,以TB2钛合金为研究对象,在不同焊接压力下进行了线性摩擦焊焊接试验,并对接头进行了微观组织观察和力学性能测试。金相试验结果显示,焊缝界面两侧组织发生了明显的再结晶,接头热力影响区中,越靠近焊缝的晶粒变形程度越大;随着焊接压力的增大,焊缝再结晶晶粒尺寸和焊缝区的宽度也逐渐减小,热力影响区中晶粒变形程度增大,再结晶晶粒更加细小,再结晶位置由变形β晶粒内部和晶界转变为仅在β晶界。拉伸试验结果表明,摩擦压力大于70 MPa时,接头抗拉强度高于母材;摩擦压力为40 MPa时,结合面易形成氧化物残留,进而严重影响接头性能。     

T91耐热钢激光焊和钨极氩弧焊接头组织及力学性能研究

为优化当前T91耐热钢管对接焊缝性能并缩小热影响区,通过对比研究T91耐热钢激光焊（LW）与钨极氩弧焊（GTAW）对接焊缝的微观组织及常温拉伸、高温拉伸、硬度、常温冲击等各项力学性能,探究通过改变当前T91耐热钢焊接工艺提升焊缝质量的新方法。研究结果表明,激光焊（LW）在T91耐热钢的焊接中相比当前使用的钨极氩弧焊（GTAW）展现出了较好的工艺适配性,激光焊（LW）在保证焊缝组织与性能满足接头标准要求的基础上,相比钨极氩弧焊在焊缝粗晶区获得了更为细化的微观组织,焊缝与热影响区更小,且焊缝熔化区室温冲击性能明显提升。     

X100直缝埋弧焊管焊接接头性能分析

随着直缝埋弧焊钢管需求的不断加大,分析和研究直缝埋弧焊管各项性能指标显得尤为重要。本研究对国外某钢厂生产的X100直缝埋弧焊管进行了一系列分析,对母材和焊接接头进行了拉伸、冲击韧性和显微硬度等试验,结合金相组织分析,综合评定该钢组织性能。结果表明,直缝埋弧焊管焊接接头抗拉强度接近母材,焊缝金属的显微硬度高于母材,热影响区显微硬度低于母材;埋弧焊焊缝金属的韧性良好,韧脆转变温度为-60～-50℃,热影响区韧脆转变温度为-30～-20℃。     

热输入对2Al2铝合金焊接接头组织及性能的影响

选用两组不同焊接热输入分别对2Al2铝合金进行了焊接工艺评定,并对焊接接头进行了拉伸试验、弯曲试验、硬度检测、宏观检查及金相组织分析等。通过对比两种不同焊接热输入下所焊焊接接头的力学性能及金相组织的变化,尤其是焊接热输入对焊接接头软化程度及晶粒度的影响,优化出焊接2Al2铝合金时比较理想的焊接热输入,即7.2~9 kJ/cm。该结论可用于指导同类产品的焊接生产。     

16MnDR钢板埋弧焊对接接头性能研究

对采用埋弧自动焊焊接的16MnDR钢板对接焊接接头进行了力学性能试验、显微硬度测试以及金相组织观察。结果表明,该焊接接头的抗拉强度不低于16MnDR钢板,接头侧弯无裂纹,接头的低温冲击韧性优异,硬度在热影响区出现峰值,焊缝金相组织为带有少量粒状贝氏体的针状铁素体和先共析铁素体。     

钡对焊管焊缝金属脱磷的有效作用

简述了有害杂质磷在管道焊缝中的破坏机理.介绍了俄罗斯学者在双层药皮焊条中添加钡元素脱磷的试验过程以及焊缝添加钡元素后的脱磷效果,含钡的双层药皮焊条的优越性和最佳的钡含量.     

析出相对哈氏B-3合金焊接接头耐腐蚀性能的影响

本文采用光学显微镜、扫描电镜对哈氏B-3合金三种不同状态的焊接接头进行微观检测,确认焊接接头中析出相的分布、形貌和成分。然后采用20%盐酸法(加压)对这三种焊接接头进行腐蚀试验。结果表明,腐蚀是从析出相周围开始的,析出相含量越高,其耐腐蚀性能越低。     

热输入对CT90连续管对接接头热影响区组织及性能的影响

为了保证连续油管对接焊后焊接接头的使用性能,研究了不同热输入对CT90连续油管对接接头热影响区组织及性能的影响,采用TIG焊工艺分析了3层对接焊过程中焊缝热影响区的组织和性能的变化。结果显示,粗晶区、完全重结晶区组织以贝氏体为主,不完全重结晶区、回火区组织为块状铁素体、少量珠光体和渗碳体,随着热输入的增加,焊缝的晶粒尺寸变大,热影响区中软化区的宽度及幅度增大,软化区逐渐远离焊缝中心。     

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。     

空心抽油杆摩擦焊接头的显微组织与力学性能

本文研究了在摩擦焊接过程中，改变摩擦变形速率对空心抽油杆焊接接头显微组织与力学性能的影响。结果表明：增大变形速率可使热影响区变窄，近缝区晶粒得到细化，并可改善接头的硬度分布状况和焊缝的韧性；利用TEM方法对近缝区的组织结构进行分析可知，焊后适当的回火热处理使焊缝的韧性进一步得到改善。增大变形速率后焊接接头性能能够满足SY5550－92《空心抽油杆》D级杆标准的要求。     

连续管焊接工艺及接头性能研究

根据连续管结构特点开发了专用工装及优化的焊接工艺,并对焊接接头的强度、塑性、硬度、耐腐蚀性能进行了研究.结果表明,连续管对接接头的热影响区中总存在不同程度的软化,该软化区的存在使得接头断裂于焊缝附近,同时接头的强度降低.采用专门开发的水冷焊接工艺可以明显改善软化程度,接头强度下降幅度降低.接头的弯曲、压扁试验结果表明焊接接头具有良好的变形能力.在28％HCl模拟溶液中焊接接头的腐蚀速度很快,由于材质的不同及结构特点的影响,焊缝的腐蚀速度明显高于母材及热影响区.     

Physical Properties of Aqueous N-Methyl Pyrrolidone at Different Temperatures

Abstract

Many physical properties of aqueous N-Methyl pyrrolidone mixtures were determined for molar fraction X _NMP = 0.02, 0.05, 0.125, 0.32, 0.37 at different temperatures ranging from 15–65°C. From the result we noticed that the viscosity coefficient was increased with increasing the molar fraction X _NMP and reached a maximum value at X _NMP = 0.25–0.37, and decreased with temperature. We observed the same relationship of the thermodynamic properties for the mixture at different temperatures and for excess activation function was positive. They reached maximum value at the X _NMP = 0.25–0.37. The same relationship was observed for excess dielectric constant. The results were explained according to hydrogen bonding effects and dipole-dipole interactions. This binding is stronger than binding between water molecules which may be let to form a complex at the molal fraction ratio 2:1 of water-NMP solution. We noticed that an increase in temperature may be let to tighten the interaction between water and NMP.     

铝与钢的摩擦焊接接头分析

对铝与钢进行了摩擦焊接试验,通过光学显微镜对焊接接头显微组织进行了观察,结合电子探针(EPMA)及XRD对焊接接头进行了分析。铝和钢摩擦焊接所得到的接头在焊缝处铝侧有飞边,而钢侧没太大变形,对该焊接接头进行整体拉伸试验,接头在铝侧发生断裂,接头抗拉强度Rm=96 MPa,表明接头强度高于铝基材的强度,形成了良好的焊接接头。通过分析发现,铝与钢摩擦焊接接头结合方式属于机械及冶金结合,且焊接接头处钢侧晶粒细小,并发生了明显的变形,距离焊缝越近铝侧的晶粒越细小。