海洋平台焊接接头大型CTOD低温试验

依据英国BS7448断裂韧性试验标准，对焊接接头超大尺寸低温裂纹尖端张开位移（CTOD）试验测试技术进行了探讨，对采用手工焊（SAMW）与埋弧焊（SMW）工艺施焊的、板厚为63．5mm的海洋石油平台焊接接头试样进行了CTOD试验，分别测试了－18℃下两种工艺焊缝金属和热影响区的CTOD断裂韧性，对试验结果及试验中的有关技术问题进行了分析讨论。试验结果为评价这种板厚焊接接头的焊后热处理规范提供了依据。     

CTOD断裂韧度试验在海洋平台建造中的应用

根据BS74 48和DNV OS C 4 0 1断裂韧度试验标准 ,对EH36钢 (板厚 5 5mm)焊接接头的低温 (0℃和 - 15℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行测试 ,其验收标准采用DNV标准 ,即CTOD值大于 0 15mm。试验结果表明 ,未经焊后热处理的EH36钢手工电弧焊、单丝埋弧焊和双丝埋弧焊 3种工艺的焊接接头的焊缝和热影响区 (HAZ)低温下绝大部分试样的断裂韧性值是合格的。EH36钢手工电弧焊、单丝埋弧焊和双丝埋弧焊焊接接头可以在不进行焊后热处理的情况下使用 ,这对缩短海洋平台结构的制造周期 ,降低制造成本意义重大。     

X70海洋管阻力曲线的测定研究

为了测定X70海洋管的阻力曲线,并以此来描述材料的断裂行为,采用多试样法对X70海洋管焊接接头进行低温CTOD试验,分别在0℃测试焊缝、热影响区和母材的断裂韧性并拟合阻力曲线,得到启裂韧度δ_(0.2)。通过类比法,确定最小允许值为0.2 mm较为妥当。X70海洋管焊接接头启裂韧度δ_(0.2)均值大于0.2 mm,显示韧性良好。结果表明,其具有良好的抗开裂性能,可免除焊后热处理,节约成本,试验结果为有效评价X70级直缝埋弧焊海洋管焊接接头提供了可靠依据。     

大厚度船用钢板焊接接头低温CTOD韧度试验研究

依据BS 7448-1997断裂韧度试验标准,对板厚为80 mm的大厚度船用钢板(ABS AB/EH36N)对接接头试样进行了-10℃下裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,介绍了试件的制备、试验装置及试验步骤,对试验结果进行了分析。经测试,绝大部分试样的断裂韧性值是有效合格的,其CTOD值大于0.15 mm,符合DNV验收标准。由此判定,在给定的焊接工艺下,该钢种焊缝低温韧性好,可以在不进行焊后热处理的情况下使用,为指导海洋平台的施工建造提供了科学依据。     

双焊炬自动焊焊接接头CTOD断裂韧性试验研究

根据BS7448断裂韧度试验标准,分别对海洋管线用X65钢双焊炬自动焊焊接接头自然冷却和喷淋冷却的低温（5 ℃）裂纹尖端张开位移（CTOD）进行了测试。取尺寸为B×2B（B为试样厚度）,缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验,然后由所得到的焊缝和热影响区（HAZ）的P－V曲线来计算CTOD值,并对比自然空冷和喷淋冷却的焊接接头CTOD值。结果表明,焊后喷淋对CTOD值没有显著影响。该试验结果为焊接方法、焊接规范参数和喷淋工艺参数的选择提供了参考依据。     

X70管线钢焊接接头断裂韧性分析

裂纹尖端张开位移（CTOD）试验常被用来进行材料的韧性评价。详细介绍了CTOD试验的过程、操作步骤及计算拟合方法。并采用裂纹尖端张开位移试验对X70管线钢焊接接头处焊缝、热影响区（HAZ）和母材进行了断裂韧性的测试研究。结果表明,在同一温度下,CTOD特征值δ0.05,δ0.5和δ0.2BL均呈现母材最大、热影响区次之、焊缝最小,即母材断裂韧性最优、热影响区次之、焊缝最差。     

低温钢焊接接头CTOD断裂韧性试验研究

与传统的夏比V型缺口冲击韧性试验比较,CTOD更能有效准确地评价钢材的抗脆断能力。文章按照BS 7448-1991(1997)断裂韧度试验标准,对海洋平台工艺管道用ASTM A333-2005 Gr.6低温钢焊接接头的低温(0℃,-29℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行了测试。取尺寸为B×2B(B为试样厚度)、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验,然后由得到的焊缝和热影响区(HAZ)的P-V曲线来计算CTOD值,并对试验结果进行了分析和讨论。     

Nb-Cr X80管线钢管焊接接头断裂韧性的研究

对低温环境下Nb—CrX80管线钢管及其焊接接头的断裂韧性进行了深入研究。研究发现．Nb—Cr X80管线钢母材的抗开裂性能要优于热影响区,纵焊缝介于二者之间。对于KOBELB52U φ3．2mm低氢焊条上向根焊＋HOBART X80 φ2．0mm自保护药芯焊丝半自动下向填充盖面焊环焊接头,焊缝NQ方向的抗开裂能力优于NP方向,但热影响区的性能却是NP方向优于NO方向;而对于KOBELB52U φ3．2mm低氢焊条上向根焊＋金桥JC-30φ2．0mm自保护药芯焊丝半自动下向填充盖面焊环焊接头,焊缝及HAZ试样,NQ方向CTOD平均值要高于NP方向．说明NO方向抗开裂能力更好。     

SA516-Gr70钢焊接接头低温断裂阻力研究

采用CTOD试验方法,对SA516-Gr70低温钢窄间隙自动焊焊接接头不同区域、不同取样位置的低温CTOD断裂阻力曲线及其特征值进行了比较研究,结果表明,焊接接头中存在着明显的力学性能不均匀性;焊缝金属和熔合区的低温断裂韧性均优于母材金属;沿板厚方向,后焊区域的低温断裂韧性优于高于先焊区域。     

X70厚壁海底管线钢管研制

根据我国南海深海管线用钢管的技术要求,开发出了厚壁X70钢级φ765.2 mm×31.8 mm海底管线钢管。通过对钢管进行检测:钢管管体纵向和横向屈服强度≥550 MPa,抗拉强度≥660 MPa,屈强比最低达到0.81,焊缝抗拉强度达695 MPa,均匀延伸率达到了7.6%,断后伸长率达到54%;在-20 ℃下管体冲击功平均值为340 J,焊接接头冲击功平均值最低为168 J;在0 ℃下管体CTOD特征值δm最高达到0.688 mm,焊接接头最小为0.222 mm,热影响区最小为0.280 mm。钢管管体母材、热影响区、焊缝部位的抗氢致开裂、硫化物应力腐蚀及盐雾腐蚀性能良好。试验结果表明研制的X70钢管具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的油气输送。     

X80钢管焊接接头断裂韧性试验分析

通过对进口钻井隔水管X80钢管进行理化性能分析,了解了国外钻井隔水管材料的性能水平,为隔水管国产化工作的开展提供了一些参考数据;通过对X80管线钢焊接接头的CTOD试验研究,发现焊接接头的断裂韧性在热影响区相对较弱;通过对比分析焊接接头的夏比冲击功和CTOD试验结果,表明CTOD试验对材料的断裂韧性评价是可靠的.     

Nb-Cr X80钢管不同强度匹配下的接头韧性研究

研究了不同强度匹配下Nb-CrX80钢手工焊环焊接头的低温韧性和韧脆转变温度,结果表明,在相同的试验条件,不同强度匹配下焊缝中心冲击功变化不大;对于同种强度,焊缝试验温度从-10～-40℃,冲击功随着温度的降低而明显降低,试验温度在-50～-60℃时,冲击功下降变化趋缓.通过实测和曲线拟合得出焊接接头的韧脆转变温度为:...     

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℃。     

中俄东线－45 ℃低温环境油气管道工程用X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm感应加热弯管研发

为了解决低温环境下弯管脆断的问题,满足我国长输油气管道低温站场用钢管的需求,针对油气输送用X80钢级直缝埋弧焊管焊接接头在回火热处理后,焊缝金属夏比冲击韧性存在明显回火变脆的现象,对多丝单道焊和单丝多道焊的直缝埋弧焊管焊接接头进行了焊后箱式炉热模拟研究,并选用整体热煨制方式,试制了感应加热弯管,进行了理化性能评价。结果显示,焊缝中细小的针状铁素体板条随回火温度升高而合并粗化,是导致焊缝低温韧性显著降低的原因;采用淬火+回火热处理方法,可有效抑制焊缝夏比冲击韧性随回火加热温度的递增而恶化的趋势;X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm单丝多道焊感应加热弯管母管经淬火+回火热处理后,完全满足－45 ℃低温条件下中俄东线低温管道工程设计要求。     

国内外X80深水钻井隔水管主管性能对比

随着我国海洋油气勘探向着深水领域发展,钻井隔水管的国产化研制显得越来越重要。通过对我国自主研制的X80级533.4 mm×25.4 mm规格的海洋钻井隔水管主管和国外制造的同等规格的隔水管主管在板材成分、组织、拉伸性能、冲击性能、CTOD断裂韧性及几何尺寸控制等方面的试验检测对比,结果表明我国已经初步掌握了X80深水钻井隔水管主管的制造技术,但在焊接质量稳定性、几何尺寸精度控制方面尚需进一步改进。