基于SYS WELD的运行管道在役焊接热循环数值模拟

采用焊接过程数值模拟软件SYSWELD建立模型,以水为运行介质,对X70管道在役焊接粗晶区的热循环进行了数值模拟,探讨了介质流速、管道壁厚和焊接热输入等因素对在役焊接热循环的影响规律,并对数值模拟结果进行了验证。结果表明,在役焊接粗晶区t8/5值随着水流速度的增大而减小,但减小的幅度不大;当流速小于0.5 m/s时,t8/3和t8/1随流速的增大而大幅减小,当流速大于0.5 m/s时,t8/3和t8/1随流速增大而缓慢减小。t8/5和t8/3均随着管道壁厚的增加而先增大后减小,在壁厚为8 mm时达到最大值;t8/1随着壁厚的增加而逐渐增大。随着焊接热输入的增加,t8/5,t8/3和t8/1均增大。焊接热循环计算结果和实测结果吻合较好,相对误差小于8%。

在役油气含缺陷管道B型套筒修复技术研究现状

油气管道长期服役中会出现环焊缝缺陷,这是引起油气管道安全事故的主要原因之一,在役焊接修复是确保管道正常服役,保证正常生产的重要措施。B型套筒修复技术凭借其修复周期短、成本低及适用范围广的优势,逐渐成为解决管道环焊缝缺陷的重要技术手段。介绍了B型套筒修复技术在国内外的实际应用情况,重点探讨了在役天然气管道焊接过程中常见的烧穿和氢致裂纹问题。研究表明,焊接时最小壁厚应为6.4 mm,合理控制焊接热输入、采用低氢焊条、实施焊前预热等措施,能够有效减少焊接缺陷,提高管道修复的安全性和可靠性。

管道在役焊接修复残余应力分析及应用

目前,对在役焊接的研究多集中在套袖焊接接头变形过程与失效机理方面,对套袖的焊接尺寸和应力分布研究较少。为研究管道在役焊接修复残余应力的分布规律及影响区域,采用ANSYS软件建立套袖焊接有限元模型,分析焊接线能、套袖壁厚、管径及压力对套袖焊接残余应力分布的影响,确定套袖最佳壁厚的计算方法,探究管道壁厚、外径、压力及缺陷尺寸与腐蚀应力分布的关系,建立套袖焊接尺寸计算准则并进行现场应用。研究结果表明:套袖焊缝边缘的轴向应力最大,易出现应力破坏现象,焊缝外侧为压应力,内侧为拉应力,主要与熔池冷却收缩效应有关;在熔池冷却收缩和对流换热共同作用下,焊接残余应力分布随套袖壁厚的增大而增大,焊接线能、管径和压力的影响作用可忽略;应力峰值随套袖壁厚的增大先减小再增加,套袖壁厚选取临界壁厚值时焊接点出现氢致开裂的风险最低。所得结果对管道修复时确定套袖的壁厚和焊接尺寸具有指导意义。

在役管道修复与抢修焊接工艺模拟试验方法

分析了国内外在役管道修复和抢修所采用的主要焊接标准,对影响在役管道焊接质量的主要因素及控制方法进行了分析,提出了在役管道修复与抢修焊接工艺模拟试验的方法。该方法已在兰成渝成品油管道修复与抢修焊接工艺中进行了研究应用,对开展其它在役管道修复和抢修焊接工艺的研究工作具有重要的参考价值。

高压油气管线的在役焊接修复技术进展

综述了高压运行油气管线在役焊接修复的意义、分类、工艺特点和存在的主要问题 ,总结分析了最近几年国外在在役焊接烧穿和最小线能量方面的最新研究成果。在分析了我国油气管线的特点和焊接修复技术现状的基础上 ,提出了在我国开展在役焊接修复研究应注意的问题。

套管修复焊接残余应力三维有限元模拟

套管修复是一种重要的在役焊接修复技术,然而在操作过程中由于内压和温度场的影响会不可避免地产生焊接残余应力,对应力腐蚀开裂造成很大的影响。本文采用有限元法对套管修复产生的焊接残余应力进行研究,编写了套管修复纵向双工焊接和环向焊接的移动热源子程序,与套管内压进行耦合计算,得到了套管温度场及应力场分布规律。结果表明,环焊缝焊接接头处产生的环形应力最大,轴向应力次之,径向应力最小。内管上纵焊缝区域的残余应力很小,对内管强度不产生影响。在套管纵焊缝和环焊缝的T型接头处的应力水平较高,已经达到材料屈服强度,成为最薄弱环节,应该引起足够的重视。

低碳钢管道不停输补焊接头的显微组织

在试验管道上,采用Q235低碳钢进行管道不停输补焊研究,对比了不停输补焊和停输补焊焊接接头显微组织的变化,并研究了管道内水的流速对接头显微组织的影响。研究结果表明,低碳钢管道不停输补焊时,管内流动介质不断带走焊接区的热量导致焊接接头快速冷却,焊缝及粗晶区的晶粒形状和显微组织较停输焊接的有很大变化。焊缝的主要组织由晶界先共析铁素体和晶内针状铁素体组成,晶界先共析铁素体形态为细长的长条状,而且形成了沿晶界铁素体向晶内生长的不平衡组织侧板条铁素体。粗晶区的原奥氏体晶粒尺寸较停输补焊时有所减小,但形成了魏氏组织铁素体、粒状贝氏体和马氏体等不平衡组织,而且水流速度越大,粗晶区的高温停留时间越短,越容易形成不平衡组织。

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。

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。

金属3D打印技术核电领域研究现状及应用前景分析

基于金属3D打印技术特点,分析金属3D打印技术在核电领域的研究及应用现状。目前,该技术在核电领域的研究与应用尚处于起始阶段,仅限于原型件制造、非关键部件在役替换,并未真正意义上实现关键核级部件的技术应用。结合核电零部件特点和功能服役特殊要求,总结了金属3D打印技术应用于核电领域亟须解决的关键问题及初步解决方案,并结合3D打印技术特征与电厂实际需求,分析其应用前景。

减速机主轴曲柄断裂失效分析

某减速机主轴曲柄预备二次服役,在与主轴装配过程中发生断裂。采用化学成分分析、宏观分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜分析等手段,对该曲柄断裂残体进行了检验和分析。结果表明:断裂起源于曲柄内侧次表层,该曲柄"内侧次表层"至"内表面"由2层不同的堆焊层组成,曲柄断裂主要是由于其内侧补焊及补焊工艺不当所致;另曲柄制造工艺不良,化学成分、力学性能及显微组织均不符合技术要求,也加速了曲柄断裂失效。

槽型轨服役损伤在线焊补维修技术

针对槽型轨在服役过程中会出现磨损、疲劳等需要在现场维修的问题,选用特殊焊丝和特制的自动化焊补修复设备,在槽型轨失效单层堆焊正交试验探索最优堆焊工艺参数的基础上,探讨了多层焊补维修工艺的可行性,以及堆焊层组织和性能水平。结果表明:在预热300℃条件下,单层焊补层热影响区不可避免地出现了马氏体组织,在焊接电压31 V、送丝速度220 mm/s、焊接速度8 mm/s的条件下,堆焊层热影响区马氏体组织含量最少;多层焊补层热影响区组织均为珠光体,堆焊层无裂纹、气孔等缺陷,焊缝成形良好,焊缝组织为奥氏体,其硬度值与母材匹配良好,具有良好的工艺可行性。

在役管道焊接质量控制因素及解决方法

在役管道焊接是管道维抢修技术的重要发展方向。在役管道焊接存在管壁烧穿和氢致裂纹风险,特别是X80钢级钢管对焊接热应力更为敏感。提出根据管道最小壁厚、管壁温度和管道有效壁厚预防烧穿的方法,以及通过控制焊条氢含量、HAZ硬度和焊接应力预防氢致裂纹的方法。提出介质热分解、管壁渗碳、渗氢、疲劳失效应作为在役管道焊接工艺评定的重要项目。最后提出了在役管道焊接失效机理和数值模拟方面的研究建议,旨在提高长输管道焊接质量和指导管道维抢修工作。

海洋平台中高压管道在役焊接工艺专家系统的设计与实现

以SQL server为数据库软件，采用VB6．0为设计语言，设计了海洋平台中高压管道在役焊接工艺专家系统。该系统可以针对海洋平台输油管道复杂的条件指导在役焊接修复，用户输入相关条件即可进行相关WP8的查询和焊接工艺的制定，并且该系统具有很强的维护功能。

提高钢锭模使用寿命的研究

从本钢炼钢厂的现状着手，着重介绍了影响钢锭模寿命的因素以及提高钢锭模寿命的措施。指出钢锭馍焊补技术是提高钢锭模使用寿命的重要措施之一。

油气管道环焊缝缺陷检测评价方法研究

油气管道环焊缝隐患排查过程中的无损检测方法、无损检测缺陷合格评判尺度、是否需要修复的判定尺度和修复方法的选择等均没有统一的标准。通过对有关无损检测标准的技术内容进行对比,提出应以射线和超声检测作为首选无损检测方法,以SY/T 4109 II级为合格评判标准。对不合格缺陷,建议进行PAUT或TOFD检测确定缺陷自身高度。同时,还应进行缺陷适用性评价,并以评价结果是否可接受作为不合格缺陷修复的依据。缺陷适用性评价应考虑焊缝的断裂韧性、缺陷尺寸、附加载荷、高后果区等安全因素。对适用性评价不可接受但可修复的环焊缝缺陷应采取相应的适当方法进行修复。对于适用性评价可接受但存在附加弯曲载荷的危害性缺陷,可进行环氧套筒或B型套筒补强。

在役油气管道环焊缝检测评价及修复作业

为了规范在役管道环焊缝开挖检测、安全评价及修复作业,在大量环焊缝开挖检测评价及修复作业的基础上,对环焊缝开挖检测和缺陷适用性评价的作业过程进行了讨论,提出了规范措施及建议、基于环焊缝缺陷的适用性评价结果和环焊缝缺陷的修复方法,建立了环焊缝缺陷类型、缺陷大小与修复方式和修复时限的对应关系,为业主根据缺陷信息选择修复方式提供了依据。建议规范环焊缝开挖检测项目及检测记录格式,便于运营商或后期评价单位使用数据,同时达到有效开挖、避免资源浪费的目的。

油气管道在役焊接修复技术研究

根据油气管道在役焊接修复的两种常用修复方法,分析出影响在役焊接修复安全性的主要因素是烧穿和氢致开裂,并设计出一种油气管道在役焊接修复装置,采用管道内油气压等于密闭空间内CO2气压+焊接产生压力的创新方法,有效降低焊缝中含氢量,成功解决了影响油气管道在役焊接修复安全性的技术难题。

悬辊机悬辊轴自动补焊机的开发与应用

悬辊机悬辊轴经过一段时间的使用后会产生磨损,必须定期修复。采用自动补焊机对悬辊机悬辊轴进行补焊修复,经过一年多的现场使用,和传统的人工修复相比,极大地提高了悬辊轴的修复效率,降低了修复成本,修复后悬辊轴的使用寿命提高2倍以上。

核电厂薄壁不锈钢管道BOSS头焊缝在线维修技术研究

为解决在运核电厂无法隔离的BOSS头焊缝在线修复问题,设计了在不去除原焊缝缺陷情况下的堆焊修复方案,并采用手工钨极氩弧焊工艺对薄壁不锈钢管道上BOSS头焊缝在排空以及带水带压条件下进行堆焊返修,通过理化性能分析、金相检验以及相控阵超声波检验模拟仿真、试验,评价所开发的修复方案、工艺和堆焊层质量。结果表明:设计的堆焊返修方案可行,可在核电厂20 h的窗口期内完成焊接返修,所开发的焊接工艺,通过控制焊接熔深可避免焊接过程中冷却介质的泄漏并获得组织和力学性能满足要求的焊缝,为电厂薄壁管道在线维修提供了一种新的选项,提升电厂的安全性和经济性。