X100管线钢埋弧焊焊接接头的力学性能分析

对X100钢级管线钢埋弧焊焊接接头的拉伸和冲击性能进行了研究.结果表明:其焊接接头的抗拉强度和伸长率达792MPa和9.9％,分别是母材的91.77％和49.5％.HAZ的软化和脆化,使拉伸断裂在HAZ.焊缝区晶界处粗大化合物的析出,以及缺陷的存在,亦使之成了接头强度的薄弱地带.接头的-10℃冲击功均大于150J.3#试样冲击功最大,表现为塑性断裂;4#试样冲击功最小,属于混合断裂.     

X65管线钢激光焊接接头组织和力学性能研究

采用JKR5060B多功能数控激光器对X65钢进行焊接,对激光焊接件进行表面探伤测试,进行X65管线钢激光焊接接头的微观组织与力学性能的研究。利用光学显微镜观察焊接接头宏观形貌,用扫描电镜观察试样的基体、焊缝区与热影响区的微观组织,并利用硬度计进行硬度测试。结果表明,接头处宏观形貌呈"漏斗形",激光焊接X65钢成形良好,无明显缺陷。焊缝区上部和下部组织不完全相同,焊接接头因有马氏体及贝氏体的存在,焊缝区硬度高于热影响区与基体,热影响区自上而下呈现宽度递减、硬度递增的趋势。从缺陷和硬度角度来看,激光焊接X65管线钢在技术上是可行的,但仍需着力解决焊接接头激光扫描终点处出现细小裂纹的问题。     

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。     

X100管线钢焊接接头抗HIC性能研究

利用OM和SEM研究了X100管线钢焊接接头的微观组织,并利用EDS分析接头中的非金属夹杂物种类及成分。结果表明,实验用X100管线钢焊接接头由针状铁素体、粒状贝氏体和M/A岛组成;焊缝金属中含有MnS,Si的氧化物和Al的氧化物及Al-Mg-O和Ca-Al-O-S系夹杂物。焊接接头氢致开裂敏感性较高,焊缝金属中的非金属夹杂物及硬脆M/A组元与基体之间的界面和应力导致氢致裂纹的萌生,并沿粗大的贝氏体晶粒扩展。     

X100管线钢双丝埋弧焊接头微观组织与力学性能

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸及冲击材料试验机等对X100钢级管线钢组织与力学性能进行了研究.结果表明,X100钢级管线钢焊缝区组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体,热影响区组织有多边形铁素体存在,且晶粒粗大,发生了软化和脆化.焊接接头最高抗拉强度和断后伸长率分别达805 MPa,10.7%.接头的冲击吸收功(-10℃)大于110 J;剪切面积百分比(-10℃)平均值达到85%,呈现为韧性断裂.硬度测试结果显示,热影响区硬度外焊高于内焊.     

X100/X120管线钢焊接接头强韧化研究进展

围绕X100/X120管线钢焊接接头组织的强韧化,从合金元素、热影响区的脆化软化、HIC敏感性以及焊接工艺等方面综述了国内外X100/X120管线钢最新研究进展及其应用前景。X100/X120焊材主要以Mn-Mo-Ni为合金系,焊缝金属为贝氏体和马氏体组织,以板条贝氏体及马氏体为强化相;粒状贝氏体、少量针状铁素体为韧化相。热影响区依靠高熔点氧化夹杂物在1 400℃下仍可有效钉扎原奥氏体晶粒,起到细化晶粒的作用,抑制热影响区的软化和脆化。调整合金化过程,减少焊缝中含Al、S的非金属夹杂物,并控制其形貌可降低X100/X120管线钢焊缝HIC敏感性。     

X100高强度管线钢的组织与力学性能

用扫描电镜(SEM)和拉伸试验研究了控冷工艺对X100管线钢力学性能和显微组织的影响,用透射电镜对X100高钢级管线钢的微观结构、析出物的形态和分布等进行研究。结果表明:卷取温度和冷却速度显著影响X100管线钢的组织和力学性能。随着卷取温度的降低和轧后冷却速率的升高,试样的强度提高,伸长率下降。以粒状贝氏体GB(Granular Bainite)为主的基体加上少量贝氏体铁素体BF(Bainite Ferrite)及弥散分布的细小M/A构成的组织具有较好的强度和韧性匹配。     

X100管线钢埋弧焊接头力学性能的研究

通过对X100管线钢3种接头硬度、拉伸性能、低温(-10℃)冲击韧度的测试及冲击断口SEM、能谱分析,结果表明,熔池发生高温冶金反应时,将熔渣中的氧化物夹杂带入焊缝,破坏了焊缝金属的连续性.焊缝在受到切应力的作用下,容易在夹杂物处引发裂纹,在周围的区域产生解理断裂.     

X80管线钢的接头组织和力学性能研究

以X80管线钢为研究对象,通过对X80管线钢采用气保焊封底+全自动焊填充、盖面(工艺1)和气保焊封底+自保护药芯半自动焊填充、盖面(工艺2) 2种焊接工艺,并且对其焊接接头试样进行显微组织分析、力学性能、冲击和硬度试验。结果发现,工艺2的焊缝区显微组织主要由马氏体和奥氏体组成,其中马氏体主要形态为准多边形铁素体,奥氏体则主要分布在铁素体的晶内及晶界上。工艺2的焊接接头盖面层和根焊层的硬度均小于工艺1焊接接头相同部位的硬度。工艺2的焊接接头比工艺1的焊接接头具有更高的抗拉强度、更高的焊缝冲击吸收功和较低的焊接接头硬度。     

X100管线钢自保护药芯焊丝研制及焊接接头性能分析

基于成分匹配与组织匹配设计原则,确定了X100管线钢焊缝金属的合金系.结合焊缝金属的合金化原理,定量计算出需要向焊缝中过渡的合金元素种类及其含量,设计并制成X100管线钢匹配用自保护药芯焊丝.选用合适的焊接工艺参数进行试焊,并对焊接接头的性能进行分析.结果表明,所研制的药芯焊丝焊接接头的力学性能优异,抗拉强度达到795 MPa,屈服强度达到615 MPa,冲击吸收功达到47.7 J(-40℃);焊缝组织主要为板条状贝氏体和粒状贝氏体,另有少量针状铁素体穿插其中,能够与母材实现较好的组织匹配.     

建筑用X100管线钢焊接接头的断裂韧度研究

以建筑用X100管线钢焊接接头为研究对象,通过CTOD实验对母材、焊缝和HAZ区的断裂韧性进行研究。结果表明,随着温度的降低,X100管线钢焊接接头的断裂韧度逐渐降低。相同温度下,母材的断裂韧度最好,焊缝的断裂韧度最差,不同形状和分布的M-A组元是影响焊接接头断裂韧度的主要因素。     

自保护药芯焊丝焊接X70管线钢接头力学性能和微观组织特点

对X70大管径管线钢焊接用自保护药芯焊丝进行研究.并进行焊接工艺和力学性能的评定,以确定其现场的焊接性,所有结果符合美国石油行业标准API1104《管道及有关设施的焊接》和一些附加的国内标准.结果表明,自制的自保护药芯焊丝有较好的全位置焊接性、良好的脱渣性和电弧稳定性,较低的飞溅率和发尘量.接头的抗拉强度为730～760MPa,-20℃冲击吸收功为125J.表明自制的自保护药芯焊丝能够在焊接X70管线钢时获得合格的接头.X70接头焊缝中微观组织有针状铁素体、块状铁素体、先共析铁素体和粒状贝氏体,在热影响区粗晶区没有发现魏氏组织.焊缝柱状晶区和HAZ粗晶区的主要组织是粒状贝氏体.在焊接接头中获得贝氏体组织,使这种自制自保护药芯焊丝能够符合规定的力学性能的要求.     

海洋用X80管线钢焊接接头的组织性能

针对海洋石油工业的发展趋势,以海洋用高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术,研究了焊条电弧焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律.结果表明:采用设计的焊条电弧焊工艺参数对海洋用X80管线钢进行焊接,可以得到合格的焊接接头.X80管线钢母材和焊接接头所具有的针状铁素...     

X80管线钢焊接接头的成分与组织研究

X80是国内外目前广泛应用的油气输送管线钢。采用直读光谱仪OES测定了X80直缝埋弧焊管及其焊缝的化学成分,同时采用光学显微镜观察和对比分析了X80管线钢及其焊接接头的显微组织,以期为高性能管线钢的焊接工艺制订、焊接接头力学性能评价以及进一步推广应用提供理论依据和科学参考。     

不同环境压力下X65管线钢焊接接头的组织及硬度

对API X65管线钢进行模拟高压干法水下焊接,对不同环境压力条件下(0.1,0.3,0.5,0.7 MPa)焊接接头的显微组织及硬度进行测试,分析环境压力对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:X65管线钢的组织由铁素体、珠光体和上贝氏体组成。不同环境压力下焊缝的显微组织均为铁素体、珠光体和少量的碳化物;热影响区的组织均为针状铁素体和少量的珠光体。热影响区熔合线附近的硬度较高,远离融合线处硬度降低,并逐渐接近母材金属的硬度。环境压力对焊接接头的显微组织及硬度的影响不大。     

X80管线钢环焊缝力学性能及焊接缺陷分析

在X80管线钢环焊缝缺陷定期排查过程中,发现某处X80管道环焊缝存在多处缺陷.为了进一步确认缺陷类型并分析其产生原因,对环焊缝缺陷部位进行了解剖分析,并对环焊缝正常部位和缺陷部位的力学性能进行了检测.结果 表明:该环焊缝0点钟位置的冲击韧性不满足标准要求,其他位置的力学性能满足标准要求;该环焊缝1:30时钟位置存在坡口...     

新型Cr3MoNb管线钢焊接接头的力学性能与组织

利用TGS-2CML焊丝,采用钨极氩弧焊(gas tungsten arc weld,GTAW)对经济型低合金Cr3MoNb无缝管进行整管焊接,测试了焊接接头的硬度,研究了拉伸性能、冲击韧性,观察了微观组织.结果表明,在拟定焊接工艺下,Cr3MoNb钢焊接接头力学性能优良,无需预热和焊后热处理;调质处理下断后伸长率提高约1倍,达到挪威船级社制管工艺DNV-OS-F101标准;对于类似Cr3MoNb等低碳或超低碳管线钢,采用A(c)修正日本百合冈公式计算其焊接热影响区最高硬度是合适的;焊缝区组织主要为细小的粒状贝氏体,M-A相弥散分布于铁素体基体相中;焊缝区晶粒尺寸总体很小,区域晶粒大小存在细微差异,有少数较大尺寸柱状晶分布;焊缝区与热影响区以多边形铁素体和粒状贝氏体较自然过渡,无明显熔合分界线.     

新型Cr3MoNb管线钢焊接接头的力学性能与组织

利用TGS-2CML焊丝,采用钨极氩弧焊(gas tungsten arc weld,GTAW)对经济型低合金Cr3MoNb无缝管进行整管焊接,测试了焊接接头的硬度,研究了拉伸性能、冲击韧性,观察了微观组织.结果表明,在拟定焊接工艺下,Cr3MoNb钢焊接接头力学性能优良,无需预热和焊后热处理;调质处理下断后伸长率提高约1倍,达到挪威船级社制管工艺DNV-OS-F101标准;对于类似Cr3MoNb等低碳或超低碳管线钢,采用A(c)修正日本百合冈公式计算其焊接热影响区最高硬度是合适的;焊缝区组织主要为细小的粒状贝氏体,M-A相弥散分布于铁素体基体相中;焊缝区晶粒尺寸总体很小,区域晶粒大小存在细微差异,有少数较大尺寸柱状晶分布;焊缝区与热影响区以多边形铁素体和粒状贝氏体较自然过渡,无明显熔合分界线.     

X80级管线钢焊接接头疲劳性能分析

油气输送管道的疲劳性能对于管道的安全设计及评估尤为重要。本文采用三点弯曲试验方法,分析了X80级管线钢采用GMAW+FCAW-S工艺的环焊缝接头的疲劳性能。室温下,在应力比分别为0.1,0.3,0.5,0.7和0.9,采用正弦波形、频率100 Hz的试验条件下,获得了X80钢焊接接头S-N曲线、ΔK_(th)值和da/dN拟合公式。结果表明:X80管线钢焊接接头疲劳寿命随最大服役应力增大而减小,当最大服役应力小于440 MPa时,其疲劳寿命大于4.2×10~5个循环。随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展门槛值呈逐渐减小的趋势,疲劳裂纹扩展速率不断增加。     

X100管线钢焊接冷裂纹敏感性

采用E10018焊条进行了斜Y形坡口焊接裂纹试验,结合数值模拟方法对X100管线钢焊接冷裂纹敏感性进行了研究,分析了预热温度对热影响区显微组织、接头硬度分布、应力应变状态的影响规律. 结果表明,X100管线钢具有一定的焊接冷裂纹敏感性,采用不高于100℃预热可以降低冷裂纹敏感性;100℃预热时裂纹率为0,此时粗晶区显微组织不是很粗大、M-A组元数量最少、硬度较低,且残余应力和应变水平都较低;但预热温度大于150℃时,粗晶区晶粒粗大、M-A组元数量增加,且接头中等效残余应力、应变水平升高,导致冷裂纹敏感性增加. 建议采用100℃进行预热.