LNG低温储罐用9Ni钢的焊接性能研究

本文主要介绍了9Ni钢的焊接性能.从9Ni钢的成分、组织、热处理工艺、焊接材料的选择、焊接接头的低温韧性、焊接热裂纹、焊接冷裂纹、电弧的磁偏吹等方面阐述了9Ni钢材料的焊接性能.从本质上了解9Ni钢的焊接性能,为我国LNG储罐发展提供技术支持.     

LNG储罐用9Ni钢焊接接头的组织与性能

采用手工电弧焊、埋弧焊对9Ni钢板进行焊接,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）观察焊缝及热影响区的组织,通过拉伸、弯曲、冲击、硬度试验研究了焊接接头的力学性能。结果表明,两种焊接方法下焊缝组织主要由奥氏体和析出相组成,焊接热影响区组织主要为板条马氏体;焊缝的化学成分与母材匹配良好,焊接接头强度高、低温冲击性能和弯曲性能良好。     

9Ni钢大型LNG低温储罐的焊接施工

大型LNG储罐内罐材料采用9Ni钢,该钢种在焊接冶金反应和热循环的作用下,其组织和成分改变,产生脆性相,低温性能下降,冷、热裂纹倾向增大,焊接施工比较复杂;分析了9Ni钢低温储罐的焊接特点,介绍了9Ni钢低温储罐采用的埋弧自动横焊和焊条电弧焊焊接工艺,并叙述了实际施工中采取的工艺措施,包括焊接材料管理、焊接工艺参数、内罐底板与内罐壳体板焊接施工顺序和焊接工艺,这些工艺控制了焊接线能量,提高了生产效率,有效地保证大型LNG低温储罐焊接施工质量.     

LNG储罐用节镍低温钢焊接接头组织与低温性能

可替代9％Ni钢的节镍型低温钢已经成为LNG储罐用钢的重要发展方向,其焊接性和接头低温性能广受关注.针对20 mm厚LNG储罐用7％Ni钢的SMAW接头,进行微观组织观察和低温力学性能测试.试验发现,Cr、Mo元素含量的增加并没有对节镍钢的焊接性产生显著影响,焊缝成形良好,焊缝金属具有较好的强度和低温韧性,一次热循环粗...     

LNG储罐用9Ni钢的焊接材料与工艺

在简述LNG储罐用9Mi钢的基础上,对其焊接材料与工艺进行了综述性介绍.在焊接材料方面,介绍了主要性能评价指标和常用焊接材料类型,并对新研制的9Ni钢Nj基焊条与国内的应用情况进行了叙述;在焊接工艺方面,介绍了9Ni钢的焊接工艺要点.     

LNG储罐9Ni钢底板焊接及变形控制

介绍了大型LNG储罐9M铜底板安装制造的焊接工艺及变形控制方法,实践证明合理的焊接工艺及防变形措施可以有效地避免应力集中、变形过大,并可确保材料的低温韧性,同时也是保证储罐整体施工质量的关键环节.     

9Ni钢焊接接头性能控制技术

对首钢生产的30 mm规格9Ni钢进行了最高硬度试验、斜Y坡口冷裂纹敏感性试验及焊接接头热输入适应性试验。试验结果表明,不预热进行焊接,9Ni钢最高硬度为HV10=353;预热75℃后焊接,最高硬度HV10=355,虽然钢材淬硬倾向较明显,但任可不预热焊接。采用焊条电弧焊在焊接热输入8~20 k J/cm内,焊缝、热影响区-196℃冲击韧性满足标准要求。     

9%Ni钢LNG低温储罐用埋弧焊焊接材料研制

针对LNG低温储罐用9%Ni钢母材,开展9%Ni钢配套的焊接材料和焊接工艺的研究工作。研制的埋弧焊丝HNi276及烧结焊剂SJ609,适用于交、直流电源两用的埋弧平焊和横焊焊接。结果表明,研制的埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609,其熔敷金属化学成分和各项性能均满足项目要求。新研制的镍基埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609与国外同类产品工艺性能及力学性能水平相当。     

9%Ni钢LNG低温储罐用埋弧焊焊接材料研制

针对LNG低温储罐用9%Ni钢母材,开展9%Ni钢配套的焊接材料和焊接工艺的研究工作。研制的埋弧焊丝HNi276及烧结焊剂SJ609,适用于交、直流电源两用的埋弧平焊和横焊焊接。结果表明,研制的埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609,其熔敷金属化学成分和各项性能均满足项目要求。新研制的镍基埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609与国外同类产品工艺性能及力学性能水平相当。     

LNG储罐用9%Ni钢及其焊接性

回顾总结了液化天然气低温储罐用9%Ni钢的研究和发展,对9%Ni钢的显微组织结构、力学性能以及现场焊接性进行了介绍.使用最普遍的淬火 回火态9%Ni钢的组织形态主要为回火马氏体,并分布有少量残余奥氏体.9%Ni钢具有很高的强度和良好的低温韧性,焊接性良好,冷裂敏感性较低,采用合适的焊接工艺措施,可防止热裂纹的出现,获得具有良好低温韧性的焊接接头.9%Ni钢焊接时,焊接热输入一般控制在7～35 kJ/cm,多层焊层间温度应控制在100℃以下.     

9Ni钢TIP-TIG焊接接头低温韧性研究

为研究TIP-TIG(TT)焊接技术在液化天然气（LNG）储罐用9Ni钢焊接中的应用价值,根据国标对9Ni钢埋弧焊（SAW）和TT焊接接头进行了低温夏比冲击韧性试验和裂纹尖端张开位移（CTOD）试验,并对接头进行了微观组织及CTOD试样断口分析。结果表明,TT焊缝和热影响区平均低温冲击吸收能量远高于SAW,低温冲击韧性更好。TT焊缝和热影响区CTOD特征值分别为0.455 mm和0.744 mm,SAW焊缝区和热影响区为0.621 mm和0.391 mm,CTOD特征值远高于常用工程标准要求,CTOD试样断口均为韧窝,断裂形式为韧性断裂。TT焊接时,送丝机的推拉振动送丝功能实现了对熔池的搅拌,使得焊缝金属成分更加均匀,细化了晶粒,也减少了焊接过程中气孔的产生;另一方面,TT焊接时采用钟摆型摆动方式,焊枪摆动也有助于晶粒的细化,从而提高焊接接头的低温韧性。将TT焊接技术运用到9Ni钢的焊接中,相比传统的弧焊方法,不仅能够获得高品质的焊接接头,还可以解决清根、大量打磨的问题,节省材料和人工成本,从而实现高效高质量焊接。     

超低碳9Ni钢焊接接头低温韧性

针对新研制的通过淬火、中间淬火和回火处理工艺获得的超低碳9Ni钢,对其进行了实际焊接接头和模拟焊接热影响区低温韧性的研究.经-196℃低温夏比V形缺口冲击试验、金相显微观察、透射和扫描电镜分析.结果表明,单道焊粗晶区组织为粗大的板条状马氏体,低温冲击韧性较低.多道焊热影响区组织中,在马氏体板条间析出了逆转奥氏体,这种呈弥散分布的逆转奥氏体能细化晶粒、提高焊接热影响区的低温韧性.认为采用小热输入、多层焊、低的层间温度,可使焊接接头获得高的低温冲击韧性.     

LNG储罐用9Ni钢焊条电弧焊接头的组织与性能

采用国产的CHNiCrFe-9型镍基焊条进行9Ni钢焊条电弧焊试验,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微组织分析和扫描电镜(SEM)分析等方法,分析焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝金属由奥氏体基体和富Nb复杂碳化物组成,枝晶偏析严重,晶粒较为粗大;断口主要由大而深的韧窝组成,属于韧性断裂;试样的抗拉强度平均值为736 MPa;焊接接头的横向面弯测试不合格。根据试验结果分析焊缝金属弯曲性能不合格的原因,为9Ni钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制定焊接工艺具有一定的指导意义。     

9Ni钢手工GTAW焊接接头性能研究

采用手工氩弧焊焊接9Ni钢,选用ERNiCr-3及ENiCrMo-3焊丝进行比较,通过拉伸试验比较焊接接头抗拉强度,通过冲击试验比较接头韧性,然后再对接头进行显微组织试验,通过显微硬度试验比较接头不同位置的硬度及硬度分布趋势、通过金相试验观察焊接接头的金相组织并分析其性能,通过SEM及EDS试验观察并测量接头金相组织中析出相的主要合金元素及含量,研究不同填充材料对9Ni钢焊接接头组织与性能的影响。最终通过比较得出适合9Ni钢的最佳焊接材料与焊接工艺。     

LNG储罐9Ni钢环缝TT自动焊焊接工艺

基于LNG储罐内罐环缝全自动TT焊接系统,通过对不同壁厚的9Ni钢板进行环缝TT自动焊焊接试验,观察焊缝成形,并结合无损检测及理化性能试验,分析焊缝质量,总结出一套适合9Ni钢环缝焊接的TT全自动氩弧焊接工艺。根据试验研究发现,此TT工艺完全适用于9Ni钢板环缝焊接,且焊缝成形良好,接头性能优异,各指数都高于标准要求,可以有效提高LNG储罐内罐的焊接质量,大幅减少焊材消耗,并减少工作量,从而节约成本、控制质量。     

LNG储罐9%Ni钢TIP-TIG立焊接头组织及性能

文中将新型TIP-TIG全自动焊技术用于液化天然气(LNG)储罐内罐的焊接,通过电子显微镜、能谱分析、X射线衍射等测试手段,对比研究了TT焊、SMAW焊接头显微组织、力学性能和低温冲击韧性。结果表明,TT焊接头具有强度高低温韧性好的优点,这主要归因于TT焊热输入小、焊接过程稳定、焊接工艺参数波动小,使得焊接接头成形良好、熔合比小,焊缝组织主要为晶粒细小的奥氏体,元素脱溶析出较少,析出相也是Mo含量较高的富Mo相,这种晶间析出相阻碍位错滑移,具有一定析出强化的作用,较少的析出相避免了因为夹杂物引起应力集中而形成孔洞形核,提高了接头韧性。随着该焊接方法自动化程度的提高,未来可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。创新点： 对比研究了TT焊、SMAW焊接接头的力学性能,TIP-TIG焊具有热输入量小、焊接过程稳定、接头成形好、熔合比小,焊缝晶粒细小的特点,使得TT焊接头具有强度高、低温韧性好的优点,可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。     

LNG储罐9％Ni钢GMAW-P自动立焊接头组织与性能研究

9％Ni钢LNG大型储罐立缝的自动化焊接,是亟需解决的行业难题.本文使用GMAW-P自动焊技术对LNG储罐立缝进行施焊.为保证焊接接头的焊接质量和可靠性,通过微观组织观察、拉伸弯曲试验、冲击试验、硬度检测等研究手段对焊接接头的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:9％Ni钢自动立焊接头焊缝成形良好,组织过渡均匀.接头整体拉伸试验在热影响区产生塑性断裂,焊缝金属拉伸性能优异,接头弯曲试验无裂纹产生,-196℃冲击试验低温韧性良好,各项力学性能符合工艺评定标准要求,为LNG大型储罐9％Ni钢自动立焊高效焊接技术的应用与推广提供一定的理论依据.     

焊接方法对9Ni钢焊接接头组织及低温韧性的影响

通过低温冲击试验、断口扫描和金相组织观察,研究了钨极氩弧焊和手工电弧焊两种焊接方法对9Ni钢焊接接头低温韧性的影响.结果表明,钨极氩弧焊焊缝和热影响区组织细小,断口韧窝尺寸大而深,使接头低温韧性高于手工焊接头.实验结果对9Ni钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制定焊接工艺具有一定的指导意义.     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

焊条电弧焊9％Ni钢焊接接头性能分析

本文对LNG低温储罐用9％Ni钢进行焊接性分析,采用焊条电弧焊进行平焊及立焊2种焊接位置的焊接试验,并对焊接接头进行力学性能、宏观形貌、断口形貌及金相组织分析,为LNG低温储罐的焊接施工起一定的指导作用。