不同强度匹配对X80管线钢环焊缝抗氢致裂纹性能的影响研究

环焊缝的强度匹配形式和耐腐蚀性对管道可靠运行至关重要。文中分别采用低强匹配、等强匹配和高强匹配三种匹配形式对D1219×18.4 mm X80螺旋焊管进行焊条电弧焊,对焊接接头进行抗氢致开裂(HIC)试验,并综合包括化学成分、微观组织、接头强度和韧性等各种因素分析,研究不同强度匹配形式对X80管线钢环焊缝抗氢致裂纹性能的影响。结果表明,三种匹配方式下的X80管线钢焊接接头的抗HIC性能均能满足相关要求,且采用三种强度匹配焊条焊接接头的裂纹长度敏感率(CLR)、裂纹厚度敏感率(CTR)以及裂纹敏感率(CSR)随着匹配强度的升高而升高;焊缝金属的C、P、S含量对HIC敏感性有显著影响,降低这些元素的含量有助于提高焊缝的抗HIC性能;微观组织观察表明,焊缝金属的组织类型和形态对HIC敏感性也有重要影响,热力学平衡且稳定的细小组织是抗HIC的理想组织。

超临界二氧化碳输送用X65钢级HFW焊管组织和性能分析

针对CCS用超临界二氧化碳输送管道,开发了X65钢级HFW焊管超临界CO_(2)管,利用冲击试验、拉伸试验、金相分析、扫描电镜分析等手段,分析了其母材、焊缝及焊接热影响区的力学性能和显微组织。结果表明,开发的新型超临界CO_(2)用HFW焊管具有高韧性(-45℃冲击功≥200 J、韧脆转变温度<-60℃)的特点;X65钢级HFW焊管母材组织主要由准多边形铁素体(QF)、多边形铁素体(PF)和少量珠光体(P)组成,焊缝中心和热影响区组织主要由多边形铁素体、珠光体和少量的准多边形铁素体组成,与管体母材相比,焊缝中心组织中的珠光体含量增多,准多边形铁素体减少;综合冲击韧性结果和微观组织,此HFW焊管母材和焊缝具有良好的匹配性能,尤其是低温冲击韧性优异,可为超临界CO_(2)长距离输送管道的应用提供借鉴。

西气东输二线用RMD根焊技术

介绍了RMD设备的特点、根焊技术的参数调节、应用参数、易出气孔的原因、焊接工艺和根焊接头分析等。RMD作为一种精确控制下的短路过度技术,能通过检测短路电流发生时间及时改变焊接电流和电压,是一种动态控制技术,可以精确控制熔池。结果表明,该设备操作简便、焊接速度快、根部成形好,对焊接飞溅、热影响区以及平稳过渡的优化都明显强于传统的根焊,在管道全位置焊接中具有较好的应用前景。

基于应变设计的X80钢管环焊技术研究

针对西气东输二线管道工程用基于应变设计的X80大变形钢管现场焊接技术开展研究,通过对X80大变形钢管的母材试验、焊接材料筛选、焊接接头软化和环焊工艺研究,完成了地震断裂带用焊条电弧焊工艺。通过几何补强覆盖法实现了自保护药芯焊丝半自动焊在X80大变形钢管上的应用,提高了地震断裂带的施工效率和施工质量。

压力管道在役焊接修复的研究现状及前景

对管道进行在役焊接修复研究所面临的形势,分析了对管道进行在役焊接修复研究的必要性、紧迫性;介绍了在役焊接修复过程中存在的问题(烧穿和氢致裂纹),修复方法,国内外研究现状,焊接方法及焊接材料。论述了管道工业及管道修复业未来的发展前景。

20^#管线钢在役焊接HAZ的组织与性能研究

在役焊接过程中,管内流动介质的快速冷却,易使接头出现氢致裂纹。对20#管线钢在不同冷却条件和不同焊接线能量下的HAZ的组织性能进行了模拟研究。结果表明,在流动水冷却下,HAZ出现较多的贝氏体、马氏体和M-A组元等不平衡组织,使得HAZ的硬度高达330HvN5,性能最差。采用大的线能量焊接,形成较多的上贝氏体和粒状贝氏体组织,对改善接头性能有利。因此,在避免烧穿的前提下增大焊接线能量或减小管内介质的冷却能力,减少高硬度不平衡相的形成,可以降低HAZ氢致开裂敏感性。

A-TIG焊在碳钢焊接中的应用

活性剂焊接(A-TIG)技术的特点是焊前在母材表面涂敷一层活性剂,在相同的焊接规范下,同常规TIG焊相比,可以大幅度地提高焊缝熔深(最大可达300%)。文章对该高效的A-TIG焊方法在碳钢中应用进行初步试验研究,结果表明:碳钢采用TIG焊,可使钝边厚度为4mm的焊材在无间隙或有间隙的条件下,一次性焊透;20#钢管采用A-TIG焊,在不降低焊接效率和焊接质量的前提下,能够减少焊接层数一层和焊接材料的使用。

16Mn管线钢管在役焊接修复的研究

在役管道焊接修复可以解决泄压停输修复中的修复工期长,经济损失及环境污染较大等问题,具有很广的应用前景。研究了16Mn管线钢管在役焊接修复过程中接头的组织与性能,研究结果发现:焊接电流为110 A时,增大冷却速度,焊缝出现更多的侧板条铁素体和上贝氏体,热影响区(HAZ)甚至出现了M-A组元;在流动水冷却下,增大焊接电流,侧板条铁素体减少,焊缝的柱状晶比例减小,等轴晶比例增加;采用多层多道焊可以改善结晶条件,细化组织,降低硬度,对焊接接头有益。

海洋管道强制冷却焊接施工工艺

针对海洋管道建设的技术需求,以X65钢为研究对象,对X65钢管在环焊缝焊后冷却至270℃进行水强制冷却,其焊接接头的X射线检测结果和力学性能均满足API 1104—2005及DNV-F101标准的技术要求,说明在270℃以下强制冷却焊接工艺能够满足接头性能要求,该工艺能够在一定程度上提高海洋管道的施工效率,降低施工成本。

管线在役焊接中烧穿问题的理论研究

从理论上分析了管线在役焊接的烧穿问题,计算了承受管内压力理论上所需要的最小壁厚,以及在焊接热循环的作用下,管道实际剩余壁厚。给出了在役焊接是否发生烧穿的判别公式,从而指导现场在役焊接,以及在役焊接施工工艺的制定。

管道环焊缝采用铜衬垫根焊及焊缝渗铜研究

针对采用带铜衬垫的管道气动内对口器进行管道环焊缝根焊(打底焊接)时,对带铜衬垫根焊的焊缝不同位置铜含量进行了测量。为了精确分析渗铜对焊缝力学性能的影响,选用荧光光谱测定仪对焊接试验的焊缝不同位置铜含量进行了精确测量,并通过相关的材料性能试验定性评价了渗铜对焊缝金属力学性能的影响。结果表明,由于受焊接高温影响,铜原子的扩散造成焊缝根焊层铜含量有微量增加。为了评价铜含量增加对焊缝力学性能的影响,还对带铜衬垫的焊缝试件进行了拉伸、冲击和硬度等力学性能试验,结果证明铜含量在一定范围内,并不影响焊缝金属的强度和韧性等力学性能。

运行管线在役焊接试验研究

运行管线在役焊接修复能很大程度上减小管道泄压停输修复所带来的经济损失,但由于管内介质的快速冷却,容易产生热影响区的氢致开裂。为了研究管内流体对焊接接头的影响,为避免氢致开裂而获得优良的焊接接头提供依据,采用模拟试验装置对16Mn在流动水冷却条件下焊接接头的微观组织和硬度进行了分析,并与空冷和静态水冷条件下的组织、硬度进行了对比。结果表明,流动水的快速冷却使焊接接头区形成了淬硬组织上贝氏体,导致其硬度值很大,易发生氢致开裂。在避免烧穿的前提下增大焊接电流能够减小硬度、减少上贝氏体,从而降低氢致开裂敏感性。

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φ1219mm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。

管道气动内对口器衬垫材料筛选试验研究

为提高大口径管道的焊接速度和质量,研制了长输管道现场焊接所需的带铜衬垫气动内对口器,对四类衬垫材料分别进行了抗烧损试验和使用寿命焊接试验,根据试验结果,并综合现场焊接工艺要求和施工成本等因素,确定了铬锆铜和紫铜表面喷涂镍铬陶瓷两种材料较适宜用作焊接衬垫材料。

X70管线钢在役条件下的焊接热循环

焊接热循环参数t8/5和t8/3是影响焊接质量的主要参数.应用自行设计建造的平板腔室装置研究了在役焊接条件下的焊接热循环.结果表明:冷却速度越大,t8/5,t8/3和内表面峰值温度Tmax就越小;其中在水速为2.75m/s时最小,空气中冷却最大.焊接线能量增大,t8/5和t8/3也明显增大,这对防止氢致裂纹有利.在板厚分别为6,8,10,12mm时,板厚对焊接参数t8/5和t8/3影响不大;在板厚为4mm时,t8/5和t8/3最小,内表面温度Tmax最高,达635℃.

LNG储罐用9%Ni钢的焊接

介绍了LNG储罐用22.1mm壁厚9%Ni钢两种焊接工艺试验的相关情况及技术要求,并对完成的焊接接头进行了常规力学性能试验和分析。针对22.1mm厚9%Ni钢采用林肯NYLOID2Φ3.2mm焊条进行各层焊接或采用林肯NYLOID2Φ3.2mm焊条进行根焊+林肯LNSNiCro60/20Φ1.6mm焊丝匹配林肯P2000焊剂埋弧填充盖面焊,并对获得优质焊接接头提出了相应的技术措施。

西气东输二线X80管线钢焊接应用技术

西气东输二线干线管道工程应用钢管强度等级、管径、壁厚、设计压力、输送量、输送长度和施工周期等综合技术代表了中国管道建设的最高水平。本文分析X80钢的焊接性,并综合考虑西二线的施工特点,制定了西二线的焊接工艺,确保了管道顺利开工和按期投产。

X80级Nb-Cr钢管不同强度匹配下的接头组织与性能研究

研究了不同强度匹配下X80级Nb-Cr钢手工焊环焊接头的显微组织和硬度。结果表明:不同强度匹配下填充层组织经过后续焊道的热处理作用,打破了焊缝柱状晶的形态,焊缝组织为针状铁素体+少量粒状贝氏体+少量先共析铁素体,粗晶区组织为粒状贝氏体+板条状铁素体;盖面层焊缝组织以针状铁素体组织为主,粗晶区组织以板条状铁素体+粒状贝氏体为主;盖面层高硬度组织板条铁素体和粒状贝氏体明显增多,硬度整体偏大。

大直径厚壁X70级钢管与绝缘接头基材P460NH管段的焊接

分析了X70级管线钢和P460NH正火钢的焊接性及其相互焊接应注意的问题。提出了大直径厚壁X70钢级钢管与绝缘接头基材P460NH管段在水平固定位置对接焊时,为获得背面成形好、致密性高、含氢量低、综合力学性能较好、接头熔合区无脆硬组织的焊接接头可采用的焊接工艺及相应技术措施。

Nb-Cr X80钢管不同强度匹配下的接头韧性研究

研究了不同强度匹配下Nb-Cr X80钢手工焊环焊接头的低温韧性和韧脆转变温度,结果表明,在相同的试验条件,不同强度匹配下焊缝中心冲击功变化不大;对于同种强度,焊缝试验温度从-10～-40℃,冲击功随着温度的降低而明显降低,试验温度在-50～-60℃时,冲击功下降变化趋缓。通过实测和曲线拟合得出焊接接头的韧脆转变温度为:低强匹配(E9018焊条)焊缝为-52.4℃,HAZ为-41℃;等强匹配(E10018焊条)焊缝为-50.6℃,HAZ为-54.5℃;高强匹配(E11018焊条)焊缝为-49.2℃,HAZ为-32.5℃。