X70输气管道对接环焊缝开裂原因分析

某X70输气管线在进行环焊缝隐患排查时,发现1处环焊缝存在裂纹缺陷。通过宏观形貌分析、无损检测、力学性能试验、金相分析、扫描电镜及能谱分析等对失效环焊焊缝进行了试验分析。结果表明,环焊缝的抗拉强度、夏比冲击韧性和弯曲性能等均符合SY/T 0452—2021标准的要求。裂纹断口表面呈黑褐色,为高温氧化后的形貌。裂纹尖端存在沿晶裂纹,因而该裂纹应是在焊接过程中产生,具有焊接热裂纹的特征。裂纹内存在非金属异物,经过能谱分析,其成分主要为Na、Mg、Al、Si、Ti和Mn等元素,判断该非金属异物为焊接药皮产生的熔渣。管道对接环焊缝中的裂纹是在焊接过程中形成,焊缝金属中存在焊接药皮产生的焊渣,在应力的作用下,该裂纹在内焊趾处应力较大的部位扩展后形成开裂裂纹。     

压气站X70钢管与A694F60材质阀门对接焊缝裂纹成因分析

针对某天然气压气站内阀门与袖管对接环焊缝多个裂纹的成因问题,采用宏观形貌、无损检验、化学成分分析、拉伸性能测试、夏比冲击性能测试、硬度测试、金相分析等方法,结合现场实际情况,对环焊缝及其裂纹进行了系统分析。分析结果表明:1#、2#、3#、6#裂纹均位于焊缝中心,裂纹中部和裂纹末端存在明显的疏松组织和颗粒状枝晶间断裂形貌,是典型的焊接热裂纹特征,为焊接过程中产生的焊接缺陷;4#、5#裂纹均位于阀门侧焊趾处,由外表面向焊缝内部扩展,裂纹附近存在马氏体等硬脆组织,在内压、焊接残余应力等载荷作用下开裂并扩展。     

站场螺旋焊管环焊缝接头失效原因分析

通过化学成分、微观组织、断口形貌分析等方法对某管线站场建设中螺旋焊管环焊接头裂纹产生的原因进行了研究。结果表明,裂纹出现于打底焊缝根焊区域,呈现出沿晶+穿晶的开裂形貌,属于焊接冷裂纹。打底焊单面焊双面成形根焊的焊瘤处附近存在未熔合缺陷是裂纹产生的直接原因,焊接工艺不当,中间焊接热输入量过大,导致粗大的粒状贝氏体形成是裂纹扩展的直接诱因。控制根焊焊缝成形,防止焊瘤产生,并且在中间施焊过程中控制焊接热输入量是防止该裂纹产生和扩展的主要途径。     

天然气输送管道环焊缝泄漏失效分析

通过断口形貌、金相分析以及力学性能检测等方法对某X80天然气输送管道环焊缝泄漏产生的原因进行了失效分析。分析结果表明,环焊缝焊接接头的拉伸性能符合Q/SY GJX 0110—2007《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》要求,但焊缝和热影响区的冲击性能均未达到焊接技术规范的要求,管道环焊缝泄漏裂纹位于环焊缝6点位置根焊区域,此位置根焊进行过内补焊作业,补焊焊缝焊趾处存在的焊接缺陷是环焊缝开裂泄漏的主要原因。     

炼化装置反应器-沉降器中Q345R钢板环焊缝裂纹分析

针对催化裂化装置反应器-沉降器中Q345R热轧钢板焊接环(横)焊缝(简称环焊缝)出现裂纹缺陷的情况,从母材及焊缝的金相组织、钢板轧制工艺对二次加工造成的端部边缘应力和"焊接脆性抗力"的影响等方面,对钢板母材和焊接接头的裂纹进行了分析,并通过采取焊接工艺优化措施,保证了产品的焊接质量。     

某直缝埋弧焊管焊接缺陷原因分析

为了分析某直缝埋弧焊管焊接缺陷产生的原因,采用X射线检测、磁粉检测、弯曲性能检测等方法对含缺陷直缝埋弧焊管进行了分析,并对磁粉检测发现的纵向磁痕处进行了扫描电镜及能谱分析。研究结果表明,距离管端约70 mm处直焊缝热影响区外表面存在深度为0.122 mm的冷裂纹,该裂纹是由于焊接接头承受较大的拘束应力所致。建议有效减小焊接应力,同时调整焊缝冷却速度以改善焊缝组织,从而防止冷裂纹的形成。     

法兰与异径管环焊接接头开裂原因分析

通过化学分析、力学性能试验、扫描电镜及X射线能谱、金相分析等方法对某管道工程法兰与异径管对接焊缝的打底环焊缝开裂的原因进行分析。分析认为,此次开裂的原因是焊接时焊缝中存在S低熔点共晶杂质元素而造成的热裂纹以及焊接产生的淬硬组织、较大的焊接拘束力造成的冷裂纹共同作用所致。     

某X65钢级输气管道环焊缝泄漏失效分析

针对某X65输气管道环焊缝泄漏失效问题,通过无损探伤、硬度试验、金相组织分析、扫描电镜分析等方法,对钢管环焊缝进行了分析研究。分析结果显示,焊接接头组织未见明显异常,但裂纹附近存在疏松组织,该疏松组织主要元素为铁和氧,以及少量铝、硅、钙、硫元素。研究表明,该疏松组织为焊接时未清理干净的焊渣,在外力和内压作用下,夹渣处裂纹相互贯穿形成穿透性裂纹,裂纹由内表面向外表面扩展,导致焊缝产生开裂而发生泄漏。     

油气输送管道对接环焊缝缺陷检测分析

通过X射线检测、金相组织检测、扫描及能谱分析,对某油气输送管道对接环焊缝缺陷及形成原因进行了分析。结果表明,环焊接头中存在焊瘤、密集气孔、内凹（焊道未填满）、未熔合和夹渣缺陷,缺陷处易产生应力集中,成为裂纹源。建议在油气管道对接环焊缝焊接操作时,一要保证管口组对精度,以减小错边、侧壁未熔合的可能性,二要选择合适的焊接方法。     

输气管道环焊缝表面裂纹管道极限载荷计算方法

为了便于对天然气长输管道环焊缝缺陷进行准确快速的安全评估,建立了考虑裂纹尖端奇异性的含环焊缝缺陷的有限元模型,计算了不同缺陷尺寸下的管道环焊缝裂纹J积分,分析了焊缝匹配系数及材料硬化指数对J积分的影响,进而研究了基于J积分理论的含缺陷管道的极限载荷影响因素,并在此基础上提出了适用于特定匹配系数和材料硬化指数情况下能够实现J积分及极限载荷快速求解的工程计算公式。研究结果表明:①根据有限元计算结果拟合的工程计算公式具有较高的精度,可以满足较大缺陷几何尺寸范围内J积分求解,实现含环焊缝裂纹缺陷的管道极限载荷求解;②含环焊缝缺陷管道的裂纹J积分与缺陷尺寸、材料属性以及焊缝匹配系数密切相关,含缺陷管道的极限载荷会随着裂纹尺寸的增加而降低,而随着材料硬化指数的增大而增大;③对含环焊缝中心线处表面裂纹的X80钢制管道而言,低匹配焊接管道极限承载能力要弱于高匹配或等匹配焊接管道。结论认为,该研究成果可为现役输气管道的安全评价及完整性管理提供参考。     

某电厂二级再热器T91钢管焊接接头裂纹分析

为了避免T91钢管焊缝断裂事故的发生,以某电厂二级再热器T91钢管焊接接头渗漏现象为例,通过化学成分分析、宏观及微观组织分析、显微硬度试验对焊缝开裂原因进行了研究。结果显示:母材及熔敷金属化学成分满足相关标准要求,焊缝组织为粗大的马氏体,焊接热影响区的硬度明显高于焊缝的硬度,裂纹起源于焊接接头热影响区外壁的粗晶区,符合冷裂纹特征。研究结果表明,T91钢管焊接接头的环向开裂是由于焊接线能量太大或现场焊后热处理温度不符合标准要求造成的,除严格执行焊接工艺、控制线能量外,应合理布置加热带及控温热电偶的位置来保证热处理温度。     

超低温下高韧性奥氏体不锈钢焊缝裂纹分析与控制

为解决超低温工况下高冲击韧性要求的厚壁奥氏体不锈钢根部焊道出现裂纹的情况,结合工程实例,分析了奥氏体不锈钢焊缝结晶裂纹的形成机理;从改善焊接接头设计、降低焊接热输入、控制焊道成型系数、提高焊缝铁素体含量等几个方面对焊接工艺进行了改进,从而降低焊缝出现结晶裂纹的倾向性;最后通过增加检测措施,确保所有受压元件及受力焊缝在整个厚度方向上全部进行无损检测,保证设备的焊接质量。     

X80螺旋埋弧焊管对接环焊接头失效裂纹分析

通过化学成分、微观组织、断口形貌分析等方法对某管线建设中X80螺旋埋弧焊管环焊接头裂纹产生的原因进行了研究。结果表明,裂纹出现于对接焊缝焊趾处,呈现沿晶+穿晶的开裂形貌,属于焊接冷裂纹。焊接接头气孔、夹渣和焊接死口处拘束应力过高是裂纹产生的主要原因,焊接工艺不当是裂纹产生的直接诱因,焊接前对管径周向全尺寸进行预热是防止该裂纹产生的主要途径。     

近焊缝区液化裂纹产生原因分析

为了改善工程施工过程中焊件焊缝开裂问题,采用SEM扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪（AES）对焊缝裂纹断口进行了微观形貌和化学成分分析,结果显示,裂纹断口属于典型的沿奥氏体晶界开裂的热裂纹形貌特征,Pb、Si、S、P元素在裂纹断口表面偏析严重。分析认为,该裂纹属于热裂纹中的近缝区液化裂纹,低熔共晶产物的存在是引起液化裂纹的主要原因。提出要尽量采用小的焊接热输入量,减少高温停留时间,从而减少低温共晶在高温下受拉应力的作用时间,有助于减少焊接热影响区裂纹的产生。     

16Cr奥氏体不锈钢高频焊接参数对焊缝组织性能的影响

为了分析16Cr不锈钢高频焊接参数对焊缝组织性能的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和拉伸、弯曲试验,分析了不同高频焊接参数下1Cr17Mn6Ni5N不锈钢(以下简称16Cr不锈钢)焊缝组织与性能的变化情况。结果表明:16Cr奥氏体不锈钢高频焊随着焊接速度的增加,焊缝成形性能变好;焊缝中δ铁素体的含量随焊接热输入的增加先增后减,同时伴随σ脆性相析出;对于壁厚3.4 mm的16Cr奥氏体不锈钢,当焊接速度为10 m/min、焊接热输入为2.9 k J/cm、并配以适当的挤压力和开口角时,焊缝成形及焊接接头硬度匹配良好,且焊缝抗拉强度接近母材抗拉强度,焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,但由于焊缝存在大量氧化物夹杂,焊接接头韧性较差。     

焊接热输入对高强钢焊条焊缝组织和力学性能的影响

针对PCrNi3MoVA中碳调质钢,研制一种Cr-Ni-Mo-V合金系高强钢焊条。通过观察焊缝金属金相组织、测量焊缝金属抗拉强度和冲击韧性,研究了焊接热输入对研制出的高强钢焊条性能的影响。研究结果表明:焊接电流超过220 A,随焊接电流的增大焊缝金属组织中针状铁素体逐渐减少,且组织晶粒逐渐粗大,力学性能逐渐恶化。综合考虑焊接热输入对焊缝金属性能的影响,选择焊接电流为220 A左右较为合适。     

一种X80管线钢焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值的研究

采用疲劳试验、显微分析方法和力学性能分析等手段,对焊接热输入为20 kJ/cm的一种X80管线钢焊接接头在不同应力比条件下的疲劳裂纹门槛值进行了研究。研究结果表明,随着应力比的增加,疲劳裂纹扩展速率da/dN增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐降低的趋势。在热输入为20 kJ/cm时,焊缝的组织以针状铁素体为主,含少量多边形铁素体,有很好的韧性。     

X70管线钢管环焊缝宽板拉伸试验

利用宽板拉伸试验方法,结合有限元模拟分析,对X70管线钢管环焊接头进行了缺陷评估试验。研究了含有尺寸为3.5 mm×50 mm裂纹缺陷的焊缝在拉伸试验过程中受力变形及裂纹张开变化行为,并结合金相组织分析,评估了带缺陷焊缝的安全性。结果表明,采用适当焊接工艺的X70高强匹配环焊缝,在含有3.5 mm×50 mm尺寸裂纹缺陷情况下,管道整体轴向应变可达3.2%,裂纹不发生失稳扩展,缺陷依然可靠。     

钢管塔薄壁管对接环焊缝爬波检测技术探讨

特高压交流输电钢管塔接头具有管壁薄、焊缝余高宽度大的特点,用常规超声波探伤方法检测时易造成漏检。爬波检测技术具有覆盖面广,操作方便的特点,为了验证爬波检测技术的可靠性,分别采用爬波和射线两种方法对薄壁管对接环焊缝试件进行检测,并对比了检测结果。结果表明,爬波检测对未熔合、裂纹比较敏感,而对气孔存在漏检现象;对于同一缺陷,可以根据两侧检测波形的不同大致判断缺陷走向,以提高检测结果的准确性;检测前应尽量将焊缝过渡处打磨平整,探头距焊缝中心不宜超过15 mm。     

Inconel601镍基高温合金焊接工艺研究

为了研究Inconel601镍基高温合金焊接工艺,基于材料的化学成分、力学性能、冶金性能等特性,选用ERNiCrCoMo-1焊材作为填充金属,通过控制热输入调整焊接参数,对Inconel601进行了焊接试验,并对焊接接头开展力学性能检测、腐蚀试验及金相分析。结果表明,通过控制热输入获得较大的冷却速度,并且在合金元素冶金作用下,熔敷金属获得良好的抗裂性,焊缝无结晶裂纹的产生,且焊缝成型美观;焊接接头具备优异的力学性能及良好的耐蚀性能。