X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊。用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝，对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明，两种焊接工艺评定结果符合APIStd．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF（多边化铁索体）＋p（珠光体），后者的焊缝组织为PF＋IAF（针状铁素体1＋P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体，粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现，保证了热影响区具有很好的断裂韧性。     

X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊,用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝,对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明,两种焊接工艺评定结果符合API Std．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF(多边化铁素体)+P(珠光体),后者的焊缝组织为 PF+IAF(针状铁索体)+P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体,粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现,保证了热影响区具有很好的断裂韧性。     

X80钢级管道环焊缝非均匀裂纹体断裂驱动力

采用试验测试与数值模拟相结合的方法,研究了X80钢级管道环焊缝焊接热影响区的组织及其对断裂驱动力的影响.试验表征了焊接热影响区显微组织与硬度分布,研究表明热影响区存在软化现象;采用有限元数值模拟方法,将环焊缝简化为由母材、焊缝和热影响区组成的力学非均匀体,研究了焊缝匹配、焊缝宽度、软化区对环焊缝非均质裂纹体的断裂驱动力...     

X80厚壁管线钢不同焊接速度下焊缝韧性研究

采用西气东输二线用X80 18.4mm壁厚管线钢,匹配BG-H06H1焊丝和BGSJ101-H1焊剂,研究了不同焊接速度下焊缝的外观形貌和组织性能.结果表明,在不同焊速下,焊缝成型好,表面光滑,焊缝抗拉强度均在720MPa以上,硬度小于276HV10;在焊速为1.6～1.8m/min时,焊缝冲击功稳定,-20℃下平均值可达136～176 J;在1.4～1.5m/min时,冲击功出现波动,最低45J.针对低速下焊缝韧性的波动,采用光镜、SEM等对焊缝微观组织变化、冲击断口形貌、成分偏析、板材及焊材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;焊接线能量过大或过小,以及焊缝中高熔点氧化物夹杂均会引起冲击值下降.     

Φ1422 X80高钢级大口径长输管道用热煨弯管制造工艺

通过对φ1 422 mm、X80级弯管母管的成分设计、管体及焊缝的力学性能以及热加工性能的研究,对比试制多个工艺参数,优化必选合理的推制和热处理工艺参数,实现了弯管管体、焊缝力学性能和金相组织等性能匹配,试制出满足CDP-S-OGP-PL-016-2014-3《油气管道工程感应加热弯管通用技术条件》要求的φ1 422 mm×25.7 mm、X80大口径长输管道用热煨弯管样品,并通过了国家型式试验认证。     

大口径X80钢管单焊枪自动焊工艺

针对大口径X80钢管,笔者采用了3种不同的单焊枪自动焊工艺,并详细分析了这3种焊接工艺的特点,旨在增进国内同行对大口径X80钢管单焊枪自动焊工艺基本情况的了解,便于管道焊接技术人员进一步优化焊接工艺和选用合适的焊接材料及设备。     

不同焊接位置海洋平台用钢焊缝金属低温断裂韧性

海洋平台用钢在横焊立焊位置下,焊缝金属低温断裂韧性存在差异,工程界普遍认为,高热输入的立焊位置试样韧性值低于低热输入的横焊位置试样,但诸多试验均呈现相反的结果.文中选取了两组CO₂焊横焊立焊位置的焊缝金属试样进行了低温断裂韧性试验,得出了CTOD(裂纹尖端张开位移)值,并对焊缝处宏观形貌、断口形貌以及金相组织进行了分析.结果表明,由于柱状晶数量和取向及夹渣的影响,横焊位置试样低温断裂韧性低于立焊位置试样.     

热处理状态下X80钢焊缝的低温脆化

利用组织分析、冲击试验、断口分析等手段,对厚板X80钢埋弧焊缝的热处理组织和低温韧性进行了研究。结果表明,经过焊后热处理后焊缝出现严重的低温脆化,其冲击试样的断口为解理状形貌;淬火温度越高,焊缝脆化越严重;以针状铁素体为主的焊态焊缝,经过焊后热处理后形成的粗大粒状贝氏体是焊缝脆化的直接原因。冲击试样取样位置对焊缝冲击性能有明显的影响,板厚1/2位置的低温冲击功均低于1/4位置。     

X80管道环缝焊接残余应力数值模拟

利用ABAQUS软件对直径1 016 mm的X80天然气管道进行单层单道、4层4道与6层6道环缝的焊接模拟,研究管道的壁厚一定时,随焊接层数的变化,管道内、外表面轴向和环向焊接残余应力的变化趋势;随后对管道进行焊后热处理的模拟,考察经过热处理工艺后的残余应力变化规律。研究结果表明,当焊接层数增加时,环焊缝截面高应力区域的焊接残余应力大小整体下降;管道内、外表面的环向应力分布规律整体表现为由拉应力变为压应力,与4层、6层焊接不同,单层焊接管道外表面的轴向应力始终为压应力;热处理后,外表面的轴向应力峰值有较明显的减小作用,降低幅度为51.5%。内表面的环向应力峰值有较明显的减小作用,降低幅度为65.1%。     

33mm X80M钢母材及环焊接头的微观组织和析出物分析

采用OM,SEM,TEM等手段对33 mm X80M钢的母材及环焊接头的微观组织和析出物的组织状态进行了分析。结果表明,母材组织以针状铁素体为主,含有少量的准多边形铁素体和M/A组织,析出物主要为Nb和Ti的碳氮化物。经过环焊后,热影响区的细晶区组织为多边形铁素体和粒状贝氏体,粗晶区组织为粒状贝氏体和针状铁素体,焊缝组织为准多边形铁素体和晶内针状铁素体。通过TEM观察,焊缝中薄膜状的M/A组织分布于板条贝氏体之间,析出物主要是AlN、TiN和Al2O3复合物。     

高韧性X80管线钢埋弧焊焊丝的研制

从《西气东输二线管道工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》(以下简称《技术条件》)的要求出发,采用Mn-Mo-Ti-B合金系,成功地研制了一种高韧性X80级管线钢用埋弧焊焊丝。试验研究结果表明:所研制的埋弧焊焊丝与烧结焊剂F80匹配,在焊接速度为1.65m/min条件下,钢管焊缝金属的力学性能满足《技术条件》的要求,可实现焊缝组织以针状铁素体组织为主的设计目标。     

X80钢管道焊接致氢富集及热处理数值模拟

为了探究焊后热处理对焊接残余应力及氢扩散的影响,采用Abaqus软件建立含六层环焊缝的X80钢管道模型,进行温度场、应力场和氢扩散耦合分析。结果表明,焊接产生的残余应力主要集中在焊缝区和热影响区,Mises等效应力峰值为580 MPa,已接近管材的屈服强度。管道材料内氢浓度沿着径向和轴向分布不同,但均与静水应力的分布规律相似。输氢管道焊后热处理的效果明显,可显著降低焊接残余应力、静水应力,从而降低氢富集浓度,减少焊缝处可能的氢脆现象发生。     

带衬垫的管道环焊缝根焊技术及焊接工艺

针对我国长输管线施工中管道环焊缝根焊难的技术瓶颈,采用φ1 219 mm带衬垫的管道气动内对口器与PAW3000双焊炬管道自动焊机配套,进行管道环焊缝根焊技术和焊接工艺研究.分别以铬锆铜和在紫铜表层喷涂镍铬陶瓷复合层为衬垫材料进行焊接试验,并与无衬垫焊缝进行比较.结果表明,以这两种材料作为管道气动内对口器的焊接衬垫,采用自动焊接工艺进行管道环焊缝根焊,可以实现单面焊双面成形,不但可焊性好,焊缝成形美观,而且具有焊接效率高,焊接质量好等特点.焊接接头的各项性能检测指标与无衬垫相当.     

焊接方法对X90管道环焊接头断裂韧性的影响

为准确获取X90环焊接头的断裂韧性,采用改进的规则化法对X90环焊接头的低约束单边缺口拉伸试件进行断裂韧性测试,分别从手工焊、自保护药芯半自动焊和气保护药芯半自动焊焊接的X90管道环焊接头中提取测试试件,进行断裂韧性试验.结果表明,相同焊接方法下,浅裂纹试件所得阻力曲线比深裂纹试件所得阻力曲线低;热影响区的深裂纹试件具有最高的裂纹扩展阻力曲线,而热影响区的浅裂纹试件具有最低的裂纹扩展阻力曲线;焊缝区试件在试验中极易发生脆断,具有相对较差的断裂性能,并且受焊接方法影响较大,其中气保护药芯焊丝半自动焊的焊缝区试件全部发生脆断.因此,气保护药芯焊丝半自动焊在实际X90管道工程应用中作为参考方法需要优化,这对保持X90管道结构的完整性至关重要.     

X80钢与WPHY80钢的焊接工艺研究

通过对西气东输二线管道工程站场与阀室建设中X80钢与WPHY80钢焊接性能的研究,按照Q/SYGJX 0121-2008<西气东输二线管道工程站场管网焊接技术规范>要求,制定了焊接工艺方案.根据现场施工特点,采用钨极氩弧焊根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面.研究结果表明,提出的焊接工艺符合相关技术标准要求,在管线建设的站场施工中可以进行实际焊接.     

充油管道环焊缝X射线检测

石油工业中输油管道间的对接环焊缝是容易出现缺陷的位置之一。通常管道环焊缝的无损检测方法是将管道内的原油排尽,然后进行X射线透照,但这样会造成与管道相连接的设备停机,检测时间长,给生产带来损失。以下研究充原油管道的X射线检测,计算了充油管道的X射线当量透照厚度,测定