TA1/X65复合板焊接工艺及焊缝组织和性能研究

采用TIG+MIG+MAG焊接工艺对TA1/X65复合板进行了以V/Cu作为中间过渡填充金属的板-板对接焊试验。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、EDS能谱面扫描和显微硬度试验,研究了焊缝区组织特征、界面元素分布、主要物相与显微硬度分布。研究结果表明,坡口设计和过渡金属纯度及各元素间物理、化学特性差异对焊接质量有较大影响。探讨了焊缝区裂纹缺陷的形成及脆硬金属间化合物的产生等问题,为TA1/X65钛钢复合板工程化焊接及焊接中易出现问题的规避和解决积累了经验。     

集输管线用抗H2S腐蚀低锰X65MS焊管的开发

为满足含H2S介质油气集输管线用钢管的使用要求,采用w(Mn)=0.25%~0.5%抗H2S腐蚀卷板,通过成型和焊接工艺研究,成功开发出了低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,并对试制钢管进行了力学性能测试及HIC、SSCC试验。力学性能检测结果显示,HFW/螺旋/直缝焊管0℃下焊缝冲击功均大于80 J,且具有优异的焊缝低温韧性和抗弯性能,管体最高硬度仅239HV10;HIC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝的CSR、CLR、CTR均为0;SSCC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝试样在分别加载72%Re L和90%Re L载荷下,母材和焊接接头均未出现裂纹或断裂,表现出了良好的抗酸性。研究结果表明,开发的低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,完全可以在含H2S的油气输送中安全服役。     

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。     

低Mn高Nb耐酸性X65MSHFW焊管性能研究

为了满足酸性载荷条件下管材能够承受高压、大流量酸性油气输送需要,采用抗酸性能优异的低Mn高Nb热轧板卷,经过优化和控制成型及焊接工艺,开发出耐酸性Ф323.9 mm×9.5 mm HFW焊管。力学性能检测结果表明,试制焊管的性能达到了X70钢级的标准要求,-40℃下焊缝冲击功大于136 J,管环压扁到平板相贴时焊缝区域未见任何裂纹,且管体最高硬度仅229 HV10。HIC腐蚀试验表明,管母和焊接接头表面均无氢鼓泡,剖面裂纹率均为零。SSCC腐蚀试验和沟槽腐蚀试验结果均符合相关要求。可见开发的X65MS耐酸性HFW焊管具有十分优异的抗HIC/SSCC性能和抗沟槽腐蚀性能,可以在含硫化氢的油气输送中安全服役。     

Ni-Cr-Mo系合金焊后熔敷金属耐蚀性研究

本文研究了适合于焊接Ni-Cr-Mo系合金的药芯焊丝（一种是金属型无渣药芯焊丝,另一种是造渣型的药芯焊丝）焊接后熔敷金属的耐蚀性。通过光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对熔敷金属的金相组织进行了研究,熔敷金属的组织主要由奥氏体基体和析出相组成,晶粒比较均匀,尺寸为20—50μm。在堆焊过程中．相当于对合金进行了敏化处理,很容易析出TCP（topologically close—packed）相,这就造成了晶界和基体的合金元素成分、结构的不均匀性,从而容易产生晶间腐蚀。通过ASTMG28晶间腐蚀试验,结果表明,熔敷金属的耐腐蚀性与母材Hastelloy C-276合金相当,对其晶间腐蚀行为进行了初步的探讨,表明在氧化性的腐蚀介质中,富含Mo的TCP相易被腐蚀。     

中油宝世顺(秦皇岛)钢管有限公司X70钢级超厚规格海洋管试制成功

2015年12月16日,X70钢级φ762mm×40．5mm高强度超厚壁海洋管在中油宝世顺（秦皇岛）钢管有限公司顺利下线。     

深海油气输送用高强度厚壁抗硫海洋管开发北大核心CSCD

针对1500m以上深海油气输送需求,研究开发出具有抗硫特点的国产X70钢级Ф（1016～762）mm×36．5mm高钢级、大壁厚深海油气输送管。采用低碳微合金设计和高纯净度、超均质冶炼铸坯工艺以及优化的热机控制工艺（TMCP）,开发具有良好的强韧性、强塑性和耐酸性的X7036．5mm厚壁板材。通过JCO钢管成型、多丝埋弧焊接和全管体扩径工艺技术研究,开发出X70钢级、壁厚36．5mm高强度厚壁海洋管。检测结果表明,管体屈服强度为495-512MPa,抗拉强度为645～648MPa,屈强比为0．77～0．79,伸长率为55％～58％,各项性能指标均满足DNV-OS-F101．2013《海底管线系统规范》要求。管体和焊接接头的平均硬度为207HV10,最大硬度值为243HV10。按照NACE TM0284-2011（A溶液）标准进行氢致裂纹（HIC）实验,管体母材及焊缝试样均无裂纹,表明钢管对HIC不敏感。按照NACE TM0177-2005（A溶液）标准进行抗硫化物应力腐蚀（SSCC）实验,加载量为85％SMYS,试样未断裂,表明钢管具有良好的抗应力腐蚀能力。     

深海管线用X70厚壁管线钢的组织及性能分析

通过对深海管线服役工况的分析,总结了深海用管线钢的技术特点,表明高强度、大壁厚、小径厚比管线钢管是深海用管线钢管的发展趋向。通过采用低C高Mn,Nb和Ti微合金化的成分设计和TMCP工艺控制,开发出了深水用X70钢级、厚壁36.5 mm管线钢,其全壁厚组织以均匀细小的针状铁素体+少量M/A岛为主。对钢板进行了实物力学性能测试,测试结果显示:屈服强度480~550 MPa,屈强比≤0.82,-20℃下冲击功410 J以上,横向和纵向DWTT断口纤维率为100%,该深海管线用X70厚壁管线钢达到高强度、低屈强比、高韧性和优良低温抗动态撕裂能力的良好匹配。     

成型和焊接对高强管线钢管焊缝及热影响区冲击韧性的影响

为了提高高强管线钢管焊缝及热影响区冲击韧性性能,综述了高强管线钢管成型和焊接对焊缝及热影响区（HAZ）冲击韧性的影响。结果表明,提高高强管线钢管焊缝及HAZ冲击韧性的有效方法是,根据原料特性、生产要求、产品规格及性能指标等制定合理成型工艺和焊接工艺,精确控制成型合缝质量和焊接热输入,合理匹配线能量和预热温度,正确选用焊丝和焊剂。     

X80管线钢环焊缝气体保护焊焊丝的研制

针对X80管线钢的组织与性能特点,研究设计了适用于管线钢现场焊接用Mn-Ni-Mo-Ti合金系气体保护焊焊丝;测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧性、抗拉强度和硬度。该焊丝的熔敷金属屈服强度600 MPa,抗拉强度645 MPa,-30℃夏比冲击功105 J。该焊丝用于X80管线钢现场焊接结果表明,焊缝抗拉强度645 MPa,-10℃夏比冲击功平均值145 J,焊缝具有很好的强韧性匹配。采用金相显微镜和SEM对使用该焊丝焊缝微观组织和断口形貌分析表明,焊缝金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体的组织,断口为韧窝状,呈现典型的塑性断裂特征。