管对接全位置焊应力应变场三维有限元数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,对SA335 P91钢管全位置对接打底焊温度场和应力应变场进行了三维数值模拟。建立了焊接瞬态温度场和应力应变场三维移动热源模型,得到了全位置焊时左右焊道交汇处(90°)的瞬态轴向应力和环向应力分布以及应力应变随时间变化的规律:在闭合小孔区内表面的轴向和环向应力均为拉伸应力,且环向应力比轴向应力大,并有明显的边缘应力效应;该处在高温凝固阶段的瞬态应力随小孔停留时间的延长和焊接电流的增大而减小,而其应变的变化则随之增大,这是造成打底焊时在小孔闭合区容易产生凝固裂纹的主要原因。

SA335 P91钢管焊接接头根部裂纹分析

介绍了SA335P91钢管对接全位置固定单面焊双面成形接头焊缝交汇处所产生的背面裂纹。断口电镜扫描和能谱分析的结果表明 :此类裂纹属于结晶裂纹 ,产生的原因是由于该处形成了粗大且方向性极强的胞状树枝晶组织 ,出现了比较严重的结晶偏析并导致晶界上S、P含量偏高 ,此外 ,该处所存在的背面凹坑也会导致收缩时产生较大的应力集中。

焊接热循环数据采集系统的设计与数据处理

介绍了电弧焊热循环过程中热影响区温度场数据采集系统的硬件设计和软件实现方法。基于VB语言设计的系统主程序能实现数据采集、存储、处理和显示热影响区在焊接热循环过程中的实时温度与时间关系曲线。并对SA335P91钢管对接全位置固定单面焊双面成形时左右焊道交汇处闭合小孔的焊接热参数进行了实际测量。

湿H_2S环境用16MnR焊接接头抗氢诱发裂纹的试验研究

研究了不同焊接热输入下16MnR钢焊接接头在NACE溶液中的抗氢致开裂(HIC)性能。结果表明:焊接接头抗HIC能力随着接头硬度的提高而下降,当HB≤200时,接头对HIC不敏感;焊接热输入在一定的范围内对焊缝的抗HIC能力影响不大;但是,当焊接热输入增大到一定程度时,焊缝抗HIC性能变差,这主要是由于焊接热输入增大后,焊缝组织变粗,性能下降,尤其是焊缝组织中的夹杂物随着焊接热输入的增大而长大,导致了焊缝抗HIC能力的下降。

工艺参数对SA335 P91钢焊缝根部凝固裂纹的影响

运用正交试验的方法分析了焊接电流、焊接速度和左右焊道搭接区电弧停留时间等主要工艺参数对SA335 P91炉管全位置固定单面焊双面成形对接焊缝根部凝固裂纹的影响。研究结果表明,焊接电流、搭接区电弧停留时间是主要的影响参数,尤其以搭接区电弧停留时间的影响最为显著。过长的搭接区电弧停留时间和过大的电流会使搭接区形成粗大、方向性极强的板条马氏体组织,且造成晶界上S的低熔点共晶偏析严重。凝固裂纹的产生主要取决于S的低熔点共晶化合物在晶界上的分布形态,而不是单纯取决于S的绝对含量,在S质量分数比较高的情况下,如果以膜状或者块状物形式分布的硫化物存在于晶界上,则容易导致凝固裂纹的产生。

焊接工艺参数对SA335-P91炉管接头韧性的影响

采用系列冲击试验方法研究了焊接热输入和道间温度对P91钢的焊接接头冲击韧度的影响,并规定了手工氩弧焊的焊接热输入上、下限值和合理的道间温度。研究结果表明:焊接热输入的大小和道间温度的高低对于焊接接头的冲击韧度有较大影响,并随二者增大,焊接接头尤其是熔合区及热影响区粗晶区的韧性变差,这主要是这些区域中的马氏体束的尺寸变大及产生了许多粗大球状碳化物的缘故。

混合气体保护半自动焊在低温压力容器上的应用

本文阐述了一种利用 Ar+CO_2混合气体保护半自动焊接10MnDR 低温钢的新工艺,分析了它的电弧特性和焊缝成形、利用夏比 V 型缺口冲击试验研究了焊接线能量、层间温度、气体配比对低温韧性的影响。结果表明,利用80%Ar+20%CO_2混合气体保护焊接10MnDR.能获得满意的焊缝成形和质量以及良好的机械性能。

焊接参数对SA335 P91炉管根部焊道热循环参数的影响

测试了各种焊接工艺参数对SA335P91炉管全位置打底焊左右焊道交汇时小孔闭合处的热循环曲线的影响。分析结果表明,电弧在闭合小孔处停留时间thole对小孔闭合处的焊接热循环曲线主参数峰值温度Tmax和高温停留时间Δt800的影响最为显著,其次是焊接电流I,再其次是焊接速度v,而预热温度T0 的影响不明显。过长的thole和过大的焊接电流I都会导致该处结晶组织粗大,方向性强是产生结晶裂纹的主要原因。

41/2Cr-1Mo厚壁乙烯裂解炉管焊接工艺

进行了２濎濜 Ｃｒ１ Ｍ ｏ 炉管焊接工艺试验和接头性能检验，选择了合适的焊接规范和热处理回火参数，接头经回火脆化敏感性试验。

大型厚壁筒体斜插弯管结构焊接变形及其演变数值模拟

基于ANSYS有限元软件,建立了大型厚壁结构焊接变形有限元计算模型,分析了壁厚125mm的筒体斜插弯管接头焊接时小弯管与厚壁筒体间相对距离、筒体圆度变化及接头的位移演变过程。结果表明：小弯管位移以及厚壁筒体两侧圆周上的圆度改变在焊接与冷却过程中呈相反状态,而厚壁筒体两端的圆度变化率也有着明显差异;坡口下端最终会产生相对较大的收缩;冷却阶段最初1~2h内可适当降低冷却速率以减小焊接变形。

大型厚壁筒体斜插弯管接头应力特征有限元快速预测

针对大型厚壁焊接结构尺寸大、焊接时间长,以及有限元计算需要耗费大量时间和空间的特点,基于ANSYS有限元软件,建立了简化焊道数、简化移动热源及两者都简化的多道焊过程应力有限元快速预测模型.针对厚度达125 mm的筒体斜插弯管接头,分别采用3种简化模型预测了其残余应力及过程应力的演化特征,得出了3种简化模型在进行大型厚壁结构多道焊过程应力预测中的异同.结果表明:采用简化焊道数的方法计算接头应力,在焊道填充方向的误差大于简化移动热源的方式;当研究相同焊道平面内的应力状态时,简化移动热源的方式比简化焊道数具有更大误差.这是因为简化移动热源,会增大接头的过程应力峰值,而简化焊道数,对于焊道数较多、焊接时间较长的接头的过程应力可能具有更大的影响.

新型铸铁双向翅片空气预热器的开发应用

简要介绍了目前国内炼油厂主要预热器的形式及各自优缺点。新开发的铸铁双向翅片空气预热器较目前在用的预热器有更多优点和更广泛的燃料适用性,其材料经试验表明比碳钢、ND钢有更好的耐低温露点腐蚀性能。采用铸铁双向翅片空气预热器可以进一步降低排烟温度从而提高加热炉燃料利用率,起到节能减排的效果。

焊后热处理对P91钢和TP347H钢焊接接头综合力学性能的影响

对P91钢和TP347H钢焊接接头在焊态和720,760,800℃和1050℃×2 h空冷等焊后热处理工艺下进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验和高温持久强度试验研究。研究结果表明,合适的热处理规范工艺可以提高P91+TP347H异质焊接接头的拉伸及弯曲性能,对冲击性能及硬度也没有大的影响。经热处理后的焊接接头比未经热处理的试样具有更好的高温持久性能。得出了P91+TP347H异种钢焊接的最佳工艺方案是采用TIG焊,并进行焊前预热和焊后进行760℃×2 h空冷时效处理。

2 1/4Cr-1Mo不锈钢带极堆焊工艺研究及应用

通过对加氢裂化高压换热器管板的焊制,研究了堆焊规范对堆焊层的表面质量、熔入度、稀释率、熔敷金属韧性、铁素体体含量的影响,并分析了热处理工艺对堆焊层性能的影响。试验结果表明:双复层带极埋弧自动堆焊耐蚀效果最佳。

P91+TP347H焊接异质接头晶间腐蚀研究

利用扫描电镜、晶间腐蚀实验等测试方法对采用760℃×2 h、800℃×2 h和未热处理3种焊后热处理工艺的P91+TP347H异种钢焊接接头的抗晶间腐蚀性能进行了研究。结果表明,未进行热处理的焊接接头晶间腐蚀现象更为严重;760℃×2 h、800℃×2 h焊后热处理下接头具有较高的抗晶间腐蚀能力,相比之下,760℃的热处理温度更能提高接头的抗晶间腐蚀能力。

2.25Cr-1Mo钢制加氢反应器的焊接裂纹(一)——在制过程中出现的焊接裂纹

简述某单位制造过程中,在设备整体焊后热处理后,发现焊接裂纹的情况,并对从该设备上截取的带裂纹的试样进行试验。展示出裂纹状况和宏观、微观形貌,为深入分析裂纹的性质提供了依据。

2.25Cr-1Mo钢制加氢反应器的焊接裂纹(二)——对焊接裂纹性质的试验研究

针对从加氢反应器上切取的裂纹试样,进行一系列的分析和研究,内容包括裂纹金相分析、显微硬度分析、微区化学成分分析、断口分析等。通过试验研究获取了大量与裂纹有关的信息,最终判定该裂纹为再热裂纹。该研究为这类钢焊接裂纹的定性分析提供借鉴。此外,对再热裂纹产生机理作了简单的阐述,并提出相应的防止措施,在生产实践中,证明其有效性。

不锈钢带极堆焊工艺研究

研究了不锈钢带极电渣堆焊工艺参数对堆焊层稀释率的影响规律和外加磁场对焊接质量的影响;提出了0.4mm×50mm焊带堆焊工艺参数的稀释阈值和工艺阈值,其值分别50kJ/cm和90kJ/cm;微观金相分析还表明:熔合区粗大奥氏体组织和增C层宽度是影响堆焊层抗氢致剥离能力的重要因素。

焊后热处理对P91钢和TP347H钢焊接接头综合力学性能的影响

对 P91钢和 TP347H 钢焊接接头在焊态和720℃、760℃、800℃和1050℃×2 h 空冷等焊后热处理工艺下的试样进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验和高温持久强度试验研究。研究结果表明,合适的热处理规范可以提高 P91+TP347H 异种钢焊接接头的拉伸及弯曲性能,对冲击性能及硬度没有大的影响。经热处理后的焊接接头试样比未经热处理的具有更好的高温持久性能。得出了P91+1P347H 异种钢焊接的最佳工艺方案是采用 TIG 焊,并进行焊前预热和焊后760℃×2h 空冷时效处理。

聚丙烯多区反应器阻隔液棒断裂失效分析

通过对某聚丙烯反应器阻隔液棒断裂失效试样的化学成分分析、力学性能测试、金相检验以及断裂宏微观形貌观察,全面研究了该阻隔液棒的失效原因及改进措施。试验结果表明:阻隔液管的碳含量偏高,断后伸长率偏低;阻隔液棒的失效,是在自重、流体诱导振动、焊接残余应力的联合作用下所形成的多源性疲劳断裂;为预防阻隔液棒的破坏事故,一方面,可以根据其固有振动疲劳特性,选择韧塑性较好的材料;另一方面,改进结构以降低截面突变位置的应力集中。此外,支承结构方面,增大接触面积、减小支承间距,进而增加支承刚度亦有助于避免类似断裂事故的再次发生。