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.     

海洋隔水管用X80钢级高强度直缝埋弧焊管的开发

针对海洋隔水管的力学性能和外观技术指标,设计了海洋隔水管JCOE制管工艺流程,开发出了X80钢级Φ533.4 mm×15.9 mm海洋隔水管用直缝埋弧焊管,并对海洋隔水管进行了检测。检测结果显示,研制的X80钢级Φ533.4 mm×15.9 mm深海隔水管力学性能指标和外观几何尺寸满足标准和客户的要求。分析表明,设计的工艺流程合理,并已掌握了深海隔水管的关键制造技术,已具备海洋隔水管用直缝埋弧焊管产品批量化生产能力。     

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。     

X80级直缝埋弧焊钢管开发

详细介绍了沙市钢管厂X80级直缝埋弧焊钢管开发的情况.一系列试制检测数据表明,试制开发的X80级直缝埋弧焊钢管各项技术指标均符合标准要求.     

西气东输二线工程用X80级埋弧焊管的试制

介绍了用于西气东输二线工程的X80钢级、φ 1219 mm×22 mm 直缝埋弧焊管和X80钢级、φ 1219 mm×18.4mm 螺旋埋弧焊管的试制情况及检验结果。根据工艺评定结果确定:X80级、φ 1219 mm×22 mm 直缝埋弧焊管采用钝边7 mm、坡口角度37°对称X型坡口,预焊焊丝为CHW60Cφ 3 mm、内外焊采用MK－680 φ 4 mm焊丝与神剑SJ101G焊剂匹配以及相应的焊接规范;X80钢级、φ 1219 mm×18.4 mm 螺旋埋弧焊管采用钝边7 mm、上坡口角度35°、下坡口角度40° X型坡口,内外焊采用H08C焊丝与锦州SJ101G焊剂匹配以及相应的焊接规范。试制结果均符合API SPEC 5L管线钢管规范和《西气东输二线管道工程用直缝埋弧焊管技术条件》的要求。比较发现X80钢级、φ 1219 mm×22 mm 直缝埋弧焊管的屈服强度、屈强比相对钢板原料显著上升,伸长率显著下降;X80钢级、φ 1219 mm×18.4mm 螺旋埋弧焊管的屈服强度、屈强比相对卷板原料略有上升,伸长率显著下降,抗拉强度变化不明显。     

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。     

X80级螺旋埋弧焊接钢管应变时效研究

模拟内外防腐的温度条件,研究了不同加热温度对X80级φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊接钢管拉伸性能的影响。试验结果表明,模拟内外防腐的时效试验得到的屈服强度升高,而抗拉强度基本上无明显变化。模拟试验揭示了应变时效的规律,对于防腐工艺的制定和执行有借鉴意义。     

强度匹配对X80螺旋埋弧焊管环焊接头宽板拉伸性能的影响

为了研究不同强度匹配下X80螺旋埋弧焊管环焊接头的拉伸性能,采用等强匹配根焊+高强匹配填充盖面焊和低强匹配根焊+等强匹配填充盖面焊的两种不同强度匹配组合进行了熔化极气体保护自动焊（GMAW）,测试了环焊接头的拉伸性能和夏比冲击韧性,并采用宽板拉伸试验研究了环焊接头的拉伸性能和失效行为。结果表明,两种强度匹配下的X80钢管GMAW环焊缝接头均具有较好的形变能力,二者的平均总应变均大于4.0%;最大载荷下,两种强度匹配组合的环焊接头全截面抗拉强度略低于环焊接头小尺寸试样的抗拉强度,但等强+高强匹配的环焊接头具有更高的平均总应变、平均远端应变和裂纹口张开量,失效模式为管体母材发生颈缩失效,而低强+等强匹配组合的GMAW环焊接头失效模式为根焊热影响区发生开裂失效。试验表明,对于X80螺旋埋弧焊管环焊接头,可选用具有一定韧性的等强度焊接材料进行根焊,从而避免焊缝根部产生应变集中而失效。     

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。     

X80级管线钢埋弧焊焊缝韧性波动研究

研究分析了西气东输二线用X80级钢18.4mm厚热轧卷板的成分和组织特点。TEM分析表明,18.4mm厚X80级热轧卷板在板厚1/4和1/2处,晶界均比较纯净,组织以针状铁素体为主。针对这种高钢级厚板管线钢埋弧焊接条件下出现的焊缝韧性波动,采用SEM、能谱分析等对焊缝微观组织、冲击断口形貌、成分偏析、焊缝夹杂物、焊丝纯净度等进行了分析。研究结果表明,焊缝原始奥氏体晶粒大小对韧性有显著影响,晶界AlN、硫化物析出是形成焊缝光滑脆性断口的主要原因,焊缝中高熔点氧化物夹杂也会引起冲击值下降。     

X80钢管双连管埋弧环焊用烧结焊剂研制

为了提高X80管线钢管双连管焊缝韧性和焊接工艺性,针对X80管线钢管双连管埋弧环焊工艺,对埋弧焊焊剂进行了优化。以CaF2-MgO-Al2O3-CaO-SiO2渣系为基础,加入稀土硅铁及镍合金等,研制出了一种适合于X80双连管埋弧环焊用烧结焊剂,并按照CDP-G-OGP-OP-081.01—2019-2《油气管道工程焊接技术规定 第1部分》标准进行了X80钢级双连管环焊试焊及焊缝性能检测。结果表明:采用所研制的焊剂配合相应焊丝焊接所得的环焊缝各项性能均能满足管道线路焊接标准要求,且环焊缝具备了良好的强韧性及断裂韧性,焊缝抗拉强度达到690 MPa以上,-10 ℃下焊缝冲击韧性达150 J以上,-10 ℃下焊缝CTOD值超过0.254 mm。     

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直缝钢管四丝埋弧焊焊接工艺研究

介绍了X70管线钢的焊接接性能分析及四丝埋弧焊工艺和四丝埋弧焊的特点,并给出了两组焊接工艺参数。     

X80钢专用高强度高韧性焊丝研制

西气东输二线工程采用X80级钢材,屈服强度在550MPa以上。为了实现钢管埋弧焊缝的高强度高韧性匹配,研究开发了X80钢专用H80焊丝,该焊丝匹配BG—SJ101 H1焊剂,熔敷金属屈服强度625MPa,抗拉强度660MPa,-40℃冲击功102J,具有较好的强韧性;在X80级厚壁管线钢焊接速度为1．7m／min时,焊接接头的抗拉强度达670MPa以上,-20℃冲击功平均值178J;焊缝的弯曲、硬度等试验结果均达到API SPEC 5L及西气东输二线X80级钢管标准要求。     

X80M管线钢焊接接头性能研究

对X80M管线钢,采用熔化极气体保护焊（GMAW）和埋弧焊（SAWL）组合方式对钢板进行焊接性试验。并对焊接接头进行了力学性能测试和微观金相观察,对冲击试验试样断口进行了SEM扫描。结果表明,用该工艺焊接的X80M管线钢焊接接头的力学性能指标满足相关标准要求．微观组织符合管线钢管管体和焊缝特征。焊缝中粗大柱状晶组织导致该区域韧性较低,因此在生产中应适当控制焊接热输入。     

X80钢级直缝埋弧焊管的研究与开发

为满足西气东输二线工程的需要,渤海石油装备巨龙钢管公司在全世界首次成功研发了X80钢级φ1219mm×25.7/27.5/32mm直缝埋弧焊管,在钢板成分设计、钢管成型、焊接、扩径、无损检验、理化试验等各方面取得了多项工艺技术的突破,有效保证了钢管实物质量。该产品各项性能均符合技术条件的要求,为西气东输二线管道工程建设提供了有力的保障。     

X80钢CTOD有限元计算及断裂韧度评估

针对钢结构在外力作用下由于自身材料断裂韧度不足引起的断裂事故,按照Wells提出的CTOD断裂判据,建立X80钢薄板在受外载作用下的力学模型,并对其断裂韧度的安全性进行了评估。在裂纹体受载后,对原裂纹尖端垂直于裂纹方向的裂纹尖端张开位移δ进行了有限元计算,提出了K-δ方法、COD-δ方法和J-δ方法等有限元计算方法,且与断裂力学理论计算的δ结果误差极小。同时对X80钢断裂韧度按照BS 7448规范进行了测试,裂纹尖端张开位移的有限元计算方法和断裂韧度测试结果可供企业和科研院所参考。