电化学充氢条件下管线钢焊接接头对氢的吸收能力分析

采用电化学的方法研究X65管线钢母材及其高频电阻焊(high-frequency welding-HFW)焊缝对电化学充氢的吸收能力. 结果表明,随着充氢时间的增加,母材和焊缝中的扩散氢的含量有着一样的变化趋势,先升高然后降低达到稳定值,但是焊缝中的扩散氢含量最高值4.11×10-5mol/cm3、稳定值2.96×10-5mol/cm3均高于母材的4.02×10-5mol/cm3和2.78×10-5mol/cm3,所以焊缝对电化学充氢有着更高的敏感性. 这是因为材料的晶粒尺寸和晶界面积对氢在其中的扩散吸收有着极其重要的作用,同时,相比于X65管线钢母材,焊缝中珠光体与铁素体的显微硬度差值更大,这为氢提供了有效的扩散路径.     

高强钢焊接冷裂纹倾向试验装置开发及试验研究

根据刚性拘束裂纹试验机理,自主研制了国内首台大吨位高强钢刚性拘束焊接冷裂纹倾向试验装置,其具有精准的测量系统,完全适应48 h的拘束应力维持时间,该机可提供最大1 200 kN的试验力。利用该冷裂试验装置进行E36钢板对接接头刚性拘束裂纹试验,对比分析GFL-71NI焊丝（国产）和DW-A55L焊丝（进口）的冷裂纹敏感性。结果表明,通过药芯焊丝气体保护焊接方法施焊,采用GFL-71NI焊丝获得接头的临界拘束距离大于DW-A55L焊丝接头,经计算GFL-71NI焊丝接头的临界拘束度和临界拘束应力均小于DW-A55L焊丝接头,最终得到GFL-71NI焊丝接头的冷裂敏感系数高于DW-A55L焊丝接头,数值分别为0.345 147和0.326 094,表明DW-A55L焊丝的抗冷裂性能优于GFL-71NI焊丝。金相分析显示,与GFL-71NI焊丝接头相比,DW-A55L焊丝接头焊缝组织更均匀,晶界铁素体含量明显减少;过热区组织中的淬硬组织含量也较少,这显著降低了DW-A55L焊丝接头的冷裂倾向。     

钛及钛合金焊接工艺探讨

钛及钛合金由于具有优异的性能而广泛应用于航空航天、石油化工、船舶工业等领域.本文分析了钛合金的焊接性,综述国内钛合金焊接技术发展现状.     

金属基陶瓷涂层/钢基体界面裂纹的应力强度因子

将三点弯曲断裂力学试验与有限元分析(FEA)结合起来计算LX88A涂层与Q345钢界面裂纹的复应力强度因子.结果表明,对于三点弯曲试样,当发生界面断裂的临界载荷较小时,涂层试样的界面裂纹尖端附近存在K控制区,但K因子随临界载荷的增大,K因子控制区消失,发生失效的现象.对于三点弯曲试样,当临界载荷超过一定值时,线弹性断裂力学已经不能描述界面裂纹尖端场.因此,在后续研究中有必要使用弹塑性断裂力学和概率断裂力学对此类界面裂纹进行分析.     

高压加热器筒体分层缺陷的安全性评定

通过对高压加热器使用的16MnR材料进行常温拉伸、高温拉伸及COD试验,并结合有限元方法对高压加热器筒体母材分层缺陷进行了应力分析.基于合于使用原则,依据BS 7910对筒体分层缺陷进行了安全性评定、疲劳评定、剩余寿命估算、稳定性分析.评定分析表明,某电厂2号300 MW机组高压加热器筒体10处分层缺陷的评定点均在安全区内,最大应力强度因子为923 N/mm3/2,剩余寿命1250次,筒体的薄膜应力小于屈曲应力,在正常运行工况下将不会影响其安全稳定运行.     

带缺陷压力容器安全评定系统

为了对压力容器中的缺陷进行快速的安全评定,基于英国标准BS7910编制了供电系统带缺陷压力容器的缺陷评定专家系统。该专家系统由缺陷复合模块和缺陷断裂评定模块两大模块组成,是缺陷安全评定过程的有效辅助手段,可帮助普通工程技术人员掌握复杂的缺陷评定过程,对缺陷进行快速准确的评定。将该专家系统用于电厂锅炉空气压缩罐环向焊缝中表面裂纹的安全评定结果表明,该缺陷安全评定系统为含缺陷压力容器的继续服役提供了技术依据。     

Hastelloy X激光熔覆工艺及组织性能

基于激光熔覆的增材制造方法,研究了镍基超级合金Hastelloy X的组织和力学性能.采用光纤激光器对Hastelloy X粉末进行熔覆试验,通过对激光熔覆工艺参数进行优化,制造了宏观表面无缺陷的Hastelloy X试样.结果表明,与传统锻造Hastelloy X方法相比,激光熔覆方法使材料在制造过程中发生再结晶,出现晶粒尺寸较小的细等轴晶粒,提高了材料的显微硬度和抗拉强度,韧性降低.利用扫描电子显微镜(SEM)对Hastelloy X的拉伸断口进行了分析,研究了Hastelloy X在750℃下的高温拉伸断裂机理,为混合型断裂.     

基于微观损伤机理的延性裂纹扩展行为分析

在考虑材料内部塑性损伤的基础上,通过有限元数值方法(特殊单元模型法),编制了求解韧性断裂特征参量的程序,模拟材料的韧性断裂过程.通过单轴拉伸试验的模拟结果,得出反映材料微观损伤的控制参量,再根据该参量对同种材料的标准三点弯曲试验进行定量预测,即实现从一种试验结果预测同种材料的其它试验结果.结果表明,在韧性裂纹扩展时,考虑塑性损伤的特殊单元模型能够很好地描述材料的韧性断裂过程,可以实现同种材料不同试验间相互预测的目的.     

基于集成数据驱动方法的焊接接头疲劳寿命预测模型

文中基于集成数据驱动方法 (临界合成少数过采样技术、极端梯度提升算法、深度卷积神经网络)建立了一种新型疲劳寿命智能预测模型.其中,临界合成少数过采样技术用于疲劳性能数据库的数据增强,极端梯度提升算法实现疲劳寿命影响因素的权重分析,深度卷积神经网络作为模型框架用于理解疲劳寿命及其影响因素之间的多重非线性关系.根据不同技术组合的分析,发现权重分析和数据增强均有利于预测精度的提高,前者效果优于后者.并通过与其他新颖预测模型的对比,验证了所提出的方法的预测准确度和稳定性.     

管线钢焊接接头H2S应力腐蚀试验分析

采用楔形张开加载(WOL)试样,对X56、X65管线钢不同焊接工艺下焊接接头的焊缝金属和热影响区在H2S介质中的抗应力腐蚀性能进行了试验研究.结果表明,全部平行试样都发生了少量的裂纹扩展,当应力强度因子K达到临界值(KISCC),裂纹不再扩展.在文中采用的焊接工艺下制备的X56钢和X65钢焊接接头,热影响区的抗H2S应力腐蚀性能略强于焊缝金属,且焊缝金属和热影响区性能均低于文献中介绍的母材性能,可以认为是焊缝金属和热影响区粗晶区的晶粒粗化、焊接缺陷、焊接残余应力和焊缝的高匹配等因素造成的.