HFW焊管管端射线探伤底片异常典型案例分析

介绍了HFW焊管管端射线检测的常见典型缺陷,分析X射线探伤缺陷的判定,不能仅依靠底片本身是否存在阴影、黑线等直接进行判定,须结合HFW焊管的生产工艺特点,结合钢管内、外表面状态判断是否存在符合产品标准但影响X射线底片的缺欠,如存在则需先做修磨处理后再做X射线探伤检测,以免影响探伤结果的评定。

X65MO小直径厚壁HFW海底输送管研制

针对大厚径比HFW海洋管制管过程中纵向屈强比上升的问题,研究了化学成分、冷却工艺对X65MO管线钢组织和性能的影响。结果表明,增加C元素含量或去除V元素有利于降低材料预拉伸后的纵向屈强比;试验材料在高温下卷取,其显微组织为铁素体+珠光体,轧态纵向拉伸曲线具有较长的屈服平台,预拉伸后具有最低的屈强比和最高的均匀延伸率;随着卷取温度降低,晶粒更加细小,贝氏体组织增加,预拉伸后的纵向屈强比上升幅度较大,而在相同卷取温度下,降低冷却速度有利于降低预拉伸后的纵向屈强比。根据研究结果制定了卷板工艺,试制了X65MO钢级Φ323.9 mm×14.3 mm HFW海管,管材横纵向屈强比等拉伸性能均满足规范要求。

新型HFW焊管的耐腐蚀性能

目的 研究采用高频直缝焊接(HFW)制成新型含Cu焊管母材和焊接接头在硫酸盐还原菌(SRB)环境中的腐蚀行为,为含Cu焊管提供基础数据。方法 通过失重法获得含Cu钢母材、接头及对比材料L360在SRB中的腐蚀速率,采用光学电子显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)研究了含Cu钢的微观组织结构和析出相成分。通过扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对腐蚀后的表面腐蚀形貌、细菌形貌和点蚀深度进行分析,利用EDS区域扫描和面扫描对腐蚀产物成分及元素分布状态进行分析。结果 新型含Cu钢金相组织为粒状贝氏体、多边形铁素体和少量的珠光体,透射电镜观察发现表面析出了大量弥散分布的ε-Cu相。在SRB环境中,含Cu钢母材、焊接接头和L360的腐蚀速率分别为0.007 1、0.0239、0.010 0 mm/a。通过腐蚀产物、细菌分布及形态的扫描电镜观察发现,在含Cu钢母材表面未发现结构完整的生物膜,腐蚀介质中的材料表面水解产生的Cu离子有效破坏腐蚀初期快速附着在金属表面的生物膜,从而形成“包状物”残留在金属表面,附近发现萎缩和组织液溢出的细菌,含Cu钢焊接接头焊缝区域生物膜结构完整,有大量细菌吸附且生物活性良好,微生物膜下产生腐蚀坑造成局部膜层破裂,点蚀严重。结论 在SRB环境中新型HFW焊管材料的平均腐蚀速率、点蚀密度和点蚀深度均低于L360,即Cu合金化处理金属表面析出ε-Cu相具有优良杀菌性能,从而减缓含Cu钢的腐蚀,经过HFW焊接后,接头焊缝区域点蚀敏感性增强,耐蚀性能下降。

超临界二氧化碳输送用HFW焊管开发

采用低碳中锰微合金设计、洁净化炼钢和TMCP控轧控冷技术,设计出了低温性能优异的X60M钢级热轧卷板,卷板微观组织为细长扁平的多边形铁素体(PF)+少量珠光体(P);经过优化HFW钢管成型焊接工艺,开发出X60M钢级超临界二氧化碳输送用Φ323.9 mm×10 mm HFW钢管,并对其进行了低温冲击韧性、抗拉强度、硬度检测及压扁试验和静水压爆破试验。结果表明,该管材具有较高的强塑性和强韧性,其焊缝强度不低于管体;在-45℃条件下,该钢管焊缝冲击功为293~351 J,热影响区冲击功为219~315 J,管体冲击功为248~342 J,所有试样剪切面积100%。当试验温度降到-75℃,该钢管焊缝、热影响区及母材冲击功平均值均在204~350 J范围内,剪切面积为85%~100%,表现出优异的低温韧性。开发管材的以上性能完全满足超临界二氧化碳输送管道设计要求和安全输送服役要求。

HFW焊管内毛刺刮除状态实时监控技术

为了解决HFW焊管生产过程中内毛刺刮除不彻底、打刀、刮偏等不符合产品质量要求的问题,对产生内毛刺相关缺陷的原因进行了分析研究,设计了内毛刺实时监控系统。该系统可检测焊缝两侧±25 mm范围内的内毛刺刮除状态,通过监控界面可以直观地看到内毛刺的实时刮除状态,根据状态及时进行动态调整或停机调整。该内毛刺实时监控系统应用于生产线,内毛刺相关缺陷得到很好控制,HFW钢管质量与成材率都得到提升。

HFW焊管焊缝点状缺陷产生原因及预防措施

某HFW焊管在机组生产过程中,超声波检测出钢管焊缝存在不规则分布的点状缺陷,通过对点状缺陷位置的焊缝形貌和金相组织观察,以及生产过程的工艺控制情况分析了点状缺陷产生的原因。结果显示,原材料钢板边缘的质量及其在成型过程中的状态是产生点状缺陷的主要原因;其次,生产过程中成型和焊接工艺参数匹配不合理也会造成不同程度的点状缺陷出现。为避免生产时产生点状缺陷,增加了对原材料和板边质量的预防性控制措施,优化了成型和焊接工艺参数,并结合焊接时毛刺的颜色和形状,以及在线超声波检测的波形特点,实时调整成型和焊接工艺参数的匹配。生产实践表明,通过采取上述控制措施,可以显著降低点状缺陷产生的概率,取得了良好效果。

宝钢HFW石油套管的研发现状和前景

重点对宝钢HFW石油套管的开发现状、已开发的HFW石油套管技术难点和工艺特点进行了阐述,并对宝钢今后HFW石油套管的研发前景进行了讨论。指出宝钢HFW石油套管的发展应突出炼钢+制管+管加工及质量一贯制的优势,实现差异化发展;扩展已开发产品的规格和产量,研发大直径厚壁K55、高抗挤以及耐蚀石油套管。

企业信息化管理网络在宝钢股份HFW焊管厂的应用

介绍了宝山钢铁股份有限公司HFW焊管厂配置的信息化管理网络系统,重点对其ERP和MES系统的架构及主要模块的功能进行了描述。6年的运行实践表明,信息化管理网络系统的应用在企业快速响应市场,迅速准确地采集、传递生产信息,有效利用资源等方面起到了十分积极的作用,能够促进企业不断提高生产、经营、管理、决策的效率和水平。

HFW焊管排辊成型焊接过程的有限元模拟

在HFW焊管的成型过程中,焊接质量直接影响着最后成品钢管的质量好坏,要得到质量好的钢管,消除因高频焊接产生的热应力是一项很重要的工序。故在生产前,利用ANSYS建立HFW焊管的焊接后热应力的三维有限元模型具有指导意义。利用ANSYS参数化语言APDL,建立HFW焊管的有限元模型,添加热源和边界条件,综合考虑焊管材料的热物性,并利用生死单元技术和循环语句实现热源的移动,从而获得HFW焊管在焊接过程中的温度场和应力场分布并对其进行分析,对应力场分析发现焊缝处的应力较小,而焊缝处过热区的应力较大。

Gleeble 3500热模拟HFW焊接工艺研究

采用Gleeble 3500实验机模拟了HFW焊接过程,研究了焊缝区金属挤出温度及其硬度和组织。结果表明:挤压形变量、挤压应力的波动变化主要与焊缝区金属挤出过程及焊后冷却过程中的相变有关;试验钢碳当量越高,焊缝区金属挤出开始温度就越高,终止温度就越低,不仅影响焊接质量,而且影响生产效率。

HFW焊缝结构参数对其冲击性能的影响

研究了X60钢级φ508mm×9.5mmHFW钢管焊缝的腰鼓形（热影响区）宽度（h）、熔合线宽度（f）、流线角（α）等结构参数对其冲击性能的影响,并对焊缝结构参数的主要影响因素进行了分析。结果表明：h、f、α与HFW焊缝冲击吸收功AKV间近似呈正态分布关系,较高或较低的h、f、α值所对应的AKV值也较小;;f与α间呈线性关系,较大的f值对应着较小的α值;;对于所取试样,其腰鼓形中心宽度hn值为管壁厚的1/5～1/3;;熔合线中心宽度fn为0.08～0.20mm;;α值在50°～70°之间时,可得到较好的韧性。

两种不同成分X70M管线钢在HFW焊管中的应用

介绍了两种不同成分X70M钢级管线钢(A钢和B钢)在HFW焊管上的应用,从化学成分、冲击韧性、DWTT性能、对接性能、焊管整体性能等方面分析了其在HFW制管过程中的性能变化情况。应用表明:A钢在制管后屈服强度和抗拉强度呈现较小的变化,质量稳定性明显;B钢在制管后屈服强度有明显下降,抗拉强度无明显变化,有相对经济的制造成本优势;A钢和B钢在强度、韧性和焊接性方面均满足HFW制管工艺的要求。

J55钢级中直径厚壁HFW套管成型过程的有限元仿真

通过有限元仿真软件模拟出J55钢级中直径厚壁Φ508mm×16.13mm HFW套管的排辊成型过程,从成型结果和各部分的等效塑性应变两个方面研究了板带的变形情况,分析了排辊成型生产中直径厚壁HFW套管的可靠性。模拟结果显示,板带总体成型良好,各成型段的变形也满足生产需要,但板带端部在精成型后有部分变形不规则,存在变形盲区,在距端部100mm后变形盲区消失,变形截面很理想。

六西格玛在提高HFW厚壁管成材率中的应用

运用六西格玛方法,通过排列图、双样本T检验、非参数检验及方差分析等工具,找到了制约Φ610 mm HFW焊管机组厚壁管成材率的症结,并从成型焊接工艺优化、内毛刺刀杆改造等方面制定和实施改进措施。通过实施改进措施,Φ610 mm HFW焊管机组厚壁管的成材率提高了14.2%,成材率西格玛水平也从改进前的0.66提高到1.23。

高品质HFW管线管的制造与质量控制

高品质HFW管线管的制造,不仅需要优良的工艺设备,更重要的应关注从原材料制造到制管过程的一贯制技术,以及制管过程中成型焊接、焊缝热处理及焊缝检测等工序的控制技术。完善的工艺装备是制造高品质管线管的必要条件,而制管过程的一贯制技术和工序控制技术将成为高品质HFW管线管质量保证的重要技术措施。介绍了国外在高品质HFW管线管的制造与质量控制上的做法,对国内企业建设中直径HFW管线管生产线及开发其产品提出了建议。

N80钢级HFW焊管焊缝电化学性能研究

N80钢级HFW焊管焊缝的耐蚀性是影响其使用寿命的重要因素。采用微电极扫描法、电化学自腐蚀电位法,研究N80钢级HFW焊管焊缝焊态和热处理后的电化学性能。分析认为:相较于焊态,热处理后的N80钢级HFW焊管,其焊缝区和母材区的电流密度分布更均匀、电位差更小,组织均匀性更好;沟槽腐蚀敏感性系数由焊态的1.32降至1.21,沟槽腐蚀发生概率降低。

海洋用厚壁HFW管线管的研发

介绍了Φ406.4mm×19.1mmX65MO钢级海洋用厚壁HFW管线管的主要研发内容及其性能指标检验情况。检验结果表明,该产品各项技术质量指标均满足DNV-OS-F101—2007《海底管道系统规范》和用户技术规范要求。目前,该产品已成功应用于国内某浅海海域的海底油气管道工程中,应用情况良好。

中直径管线管用HFW焊管的开发及进展

主要介绍了国外HFW焊管企业在中直径管线管用厚壁HFW焊管的产品研发方面所涉及的技术和成熟做法,对提升我国中直径管线管用HFW焊管制造技术水平有所借鉴,也有利于利用现有制造资源和提升现有装备技术水平。通过产品拓展和研发,HFW焊管的外径已从610 mm扩大到660 mm,壁厚从20 mm以内提高到25.4 mm,并以良好的产品使用性应用在油气输送等工程中。分析认为:生产线的技术提升和装备完善,是中直径管线管用HFW焊管产品延伸拓展的有效手段。

HFW焊管焊接过程的电磁场和温度场模拟

使用ANSYS有限元软件对HFW焊管高频感应焊接过程中的电磁场和温度场进行了模拟,通过APDL语言程序实现了热源温度由开口态到焊合态的提取,并对变换的模型施加热源载荷的方式求解其焊后冷却的温度场,获得了焊缝处不同位置的温度分布和冷却规律,为焊缝附近的组织预测提供了依据。提取焊缝中心上表面节点随时间变化的温度曲线与试验所测点的温度进行对比,二者基本吻合,验证了模型的正确性。

HFW焊缝性能优化工艺研究

通过设计局部焊缝中频感应热处理、局部焊缝+全管体双重中频感应热处理、全管体中频感应加热+热张力减径组合热处理以及在线控制冷却等工艺,研究了J55钢级HFW焊接套管的焊缝性能优化。试验结果表明:焊缝在线局部中频感应热处理、局部焊缝+全管体双重中频感应热处理后空冷或进行控制冷却,可优化J55套管焊缝显微组织分布,细化焊缝组织尺寸,均匀化焊缝硬度分布,提高焊缝冲击韧性,降低沟槽腐蚀敏感系数,但焊缝优化效果低于全管体中频感应加热+热张力减径+在线控制冷却组合工艺。单纯依靠全管体中频感应加热后热张力减径或在线控制冷却工艺对焊缝优化效果并不优于单纯局部焊缝中频感应热处理。