ASTM4130钢焊接冷裂纹敏感性分析

用插销试验法研究了焊条电弧焊条件下ASTM4130钢的冷裂纹敏感性及断口特征。试验发现,在不预热、预热100℃和预热200℃三种条件下,ASTM4130钢的临界断裂应力分别为344.46 MPa,642.55 MPa和806.11 MPa。不预热和预热100℃时,断口具有典型的脆性断裂特征;预热200℃时,断口为韧窝断裂。粗晶区组织主要为马氏体和贝氏体,随预热温度增加,马氏体含量降低,贝氏体含量增加。结果表明ASTM4130钢的冷裂纹敏感性主要与粗晶区非平衡组织的产生密切相关。     

预热温度和冷却速度对X80抗大变形管线钢焊接粗晶区性能的影响

采用插销试验和热模拟技术研究了不同预热温度和冷却速度对X80抗大变形管线钢焊接粗晶区的冷裂纹敏感性及组织性能的影响。试验结果表明,随着预热温度的升高,X80抗大变形管线钢焊接粗晶区的临界断裂应力提高,抗冷裂纹敏感性能力增强;当预热温度达到150℃时,粗晶区的冷裂纹敏感性变得很小,断口形貌为韧窝状;随着冷却速度的增加,X80抗大变形管线钢焊接粗晶区的显微硬度升高,而断裂韧性由高到低,再由低到高,当冷却速度达到2~25℃/s时,粗晶区具有优良的断裂韧性;当进一步增大冷却速度时,由于板条马氏体的形成,粗晶区断裂韧性迅速降低。     

高强度管线钢DWTT性能研究

DWTT(落锤撕裂试验)是一种主要用于评价脆性断裂止裂性能的试验方法。实验室在不同条件下轧制了X100管线钢,并按JIS(日本工业标准)和API SPEC 5L/ISO3183标准加工了拉伸试样和DWTT试样,在-20℃条件下进行DWTT并测量DWTT能量和剪切面积。研究了始冷温度对DWTT性能、脆性断口形貌、显微组织及织构的影响。结果表明:X100管线钢DWTT典型的脆性断裂是分离和倾斜断裂,当管线钢形成铁素体和贝氏体双相显微组织时,即产生断口分离;当形成单相贝氏体显微组织时产生倾斜断裂。抑制倾斜断裂和明显的断口分离对提高管线钢的DWTT性能十分重要。     

Nb-Cr X80管线钢冷裂敏感性分析

采用碳当量法、焊接冷裂纹敏感指数法、最高硬度HV10(max)公式法、SHCCT曲线图、焊接热影响区最高硬度试验、斜Y形坡口对接裂纹试验、残余应力的数值模拟和插销试验评价了Nb-Cr X80管线钢产生冷裂纹的敏感性。理论分析与试验结果表明,Nb-Cr X80管线钢的冷裂倾向性较小。综合理论分析和试验数据,并考虑到管道安装焊接施工中钢管湿度高、装配拘束应力大的实际情况,认为Nb-Cr X80钢管0℃以上环境温度焊接时,采用低氢型焊接材料或进行根焊时预热温度≥50℃即可,采用纤维素型焊条进行根焊时预热温度≥100℃即可。     

管线钢环缝对接预热温度计算的探讨

以X60钢为例,通过碳当量和冷裂纹敏感指数的计算,确定了管线钢的预热温度,并与斜Y坡口焊接裂纹试验的结果进行了比较,经过分析推荐了适用于管线钢的预热温度计算公式.     

X80管线钢焊缝横向冷裂纹G-BOP试验研究

为了确定X80管线钢焊缝横向冷裂纹敏感性影响因素,选用焊缝横向冷裂纹G-BOP（gapped bead-on-plate）试验方法,利用有限元分析计算平板焊缝应力集中部位,在模拟极端的环境温度、湿度以及预热温度的情况下,观察实际平板对接焊缝表面裂纹情况。试验结果显示,X80管线钢横向裂纹对环境湿度、温度以及预热温度不敏感。研究表明,利用这种简便、经济、实用的小型试验方法研究焊缝横向冷裂纹敏感性,对指导实际生产将起重要作用,并可为X80管线钢管环焊工艺的制定提供指导。     

X70管线钢在模拟高pH值介质中裂纹断口分析

用扫描电镜 (SEM )分析了X70管线钢在模拟高 pH值 (pH =9 3)土壤介质 0 5mol/LNa2 CO3+1mol/LNaHCO3的碳酸盐溶液中 ,循环载荷下的裂纹断口形貌。结果表明 :(1)在高应力比 (R =0 9)下 ,静载拉伸力学因素在断裂机制中占主导地位 ,断口的大部分呈现静载断裂特征 ,随着应力比R的降低 ,断口呈现疲劳断裂特征 ;(2 )随着加载频率的降低 ,断口MnS夹渣的数量和密度明显增加 ;(3)由于X70管线钢的晶粒很细小 ,在碳酸盐溶液中的断口并没有呈现典型的晶间断裂冰糖状断口形貌。     

高强度管道钢管表面应力腐蚀裂纹的研究

叙述了日本JFE钢研单位在实验室条件下采用不同防蚀电位、恒定负荷、变动应力、电化学方法等对API高强度管线钢钢管应力腐蚀裂纹的试验研究.通过X80与X65钢试验对比,得出:在人工海水的恒负荷试验中,X80和X65钢试件相同,都不发生裂纹;在人工海水和低pH值氯化物溶液的变动应力试验中,X80和X65钢裂纹发生的极限条件基本相同.     

浅析巴基斯坦WOPP项目X65管线钢焊前预热条件

以巴基斯坦WOPP项目X65管线焊接为例，对管线钢焊前预热条件的确定进行了探讨，指出由于施工环境不同，管线钢焊前的预热温度应视具体情况而定。文中对焊接冷裂纹的产生机理和预热温度的计算进行了较详细的介绍。     

X70级管线钢不同缺口形式的落锤撕裂试验研究

在不同试验温度条件下,对各种缺口形式的X70级管线钢DWTT试样进行了落锤撕裂试验,并对试验中的有关数据进行了分析.试验和分析结果表明：X70级管线钢在室温下具有很高的断裂韧性,破坏后断口有明显的分层现象;X70级管线钢韧脆转变温度在-20 ℃～-30 ℃之间;在一定温度范围内,压制缺口试样异常断口出现的概率较大;异常断口的出现是由形变硬化、温度等因素造成的.针对高钢级管线钢出现的异常断裂现象,有待于改进断口的评价标准,以使其更客观地反映材料的止裂能力.     

X100管线钢埋弧焊用烧结焊剂的研制

介绍了X100管线钢埋弧焊用烧结焊剂的渣系选择,分析了碱度范围确定及焊接工艺性和力学性能,通过与X100匹配焊丝H03MnNi3MoTiB进行双丝埋弧焊接试验,其焊缝和热影响区质量均满足API SPEC 5L标准要求,但焊道表面存在黑斑,经能谱分析得知焊道表面黑斑成分为氧化亚铁,并设想提出通过增强熔渣的保护作用和降低焊缝氧含量进而消除黑斑现象的方案,从而得到优异的X100管线钢焊剂配方。     

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。     

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。     

高强度管线钢焊接性影响因素分析

为了使X80～X120高强度管线钢焊接时获得高强韧性焊接接头,避免产生冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷,针对高强度管线钢的焊接性影响因素进行了分析论述,包括冷裂纹产生的原因及影响因素、管线钢的HAZ软化及脆化影响因素等。重点对管线钢的焊缝与管材的强韧匹配以及管线钢焊接工艺进行了分析研究。研究结果表明,高强度管线钢焊接时,应依据等韧性原则来选用接头的匹配,选择合适的预热温度、含氢量较小的焊接材料、合理的焊接热输入,保证焊接接头具有足够的韧性,满足实际需要。同时针对冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷提出了合理的控制措施。     

1Cr低合金管线钢焊接接头组织和性能研究

采用TIG焊对1Cr低合金管线钢进行了焊接,研究了焊接接头的显微组织、力学性能和耐蚀性,探讨了1Cr低合金钢的焊接性能。结果表明,以铁素体组织为主要特征的母材和热影响区具有较好的冲击韧性,冲击吸收功较高;以粒状贝氏体组织为主的焊缝区,韧性较母材和热影响区稍差。焊接接头的最高硬度为250HV,出现在熔合线附近,整体硬度适中。在管线钢中加入1％Cr未明显降低接头热影响区韧性或提高硬度,表明1Cr低合金管线钢具有较好的焊接性。     

高强度管线钢焊接性研究现状

为了进一步提高我国高强度管线钢的焊接水平,促进管线工程以及焊接技术的发展,根据目前我国管道工程的发展, 讨论了高强度管线钢存在的焊接性问题,主要针对焊缝金属的强韧化匹配问题、冷裂纹问题以及HAZ的脆化问题的研究现状进行了总结。同时,结合存在的焊接性问题提出了相应的预防措施,建议提高焊接接头的韧性可以通过成分、工艺两方面因素来考虑;防止冷裂纹产生可从氢含量、淬硬组织、应力三个方面进行控制;提高焊接热影响区的韧性,可以采用激光焊、超窄间隙GMA焊、脉冲MAG焊等低热输入的焊接方法。     

输电线路钢管塔用Q460C直缝焊管组织和性能试验研究

对Q460C高频直缝焊管的组织和力学性能及其冷裂纹敏感性进行了试验研究。研究结果表明,Q460C焊管虽然满足输电铁塔的性能要求,但若批量生产需对钢材的化学成分、非金属夹杂物的类别进行控制;由于焊缝的冲击性能与管体相比降低30%～50％,应优化直缝焊管的生产工艺,使之更加适应钢管加工工艺的变化;Q460C焊管有一定的焊接冷裂纹敏感性,但其焊接热影响区淬硬倾向不明显。在0℃及以下温度焊接Q460C直缝焊管时,应进行焊前预热,预热最低温度为100℃。     

NK-HITEN 610U2L钢板焊接冷裂纹敏感性

论述了日本NKK公司生产的NK-HITEN 610U2L钢板的焊接冷裂纹敏感性试验,确定了球罐用此钢的焊接预热温度等焊接规范.分别采用了焊接热影响区最高硬度法、斜Y铁研裂纹法、正Y铁研裂纹法和窗形拘束裂纹法等冷裂纹评定试验方法.