金属管道裂纹的磁记忆检测研究

提出采用裂纹区的应力场和应力-磁场理论来解释磁记忆检测原理,并通过采用磁偶极子模型来实现裂纹长度的定量化研究;对各种不同管道裂纹进行磁记忆检测,再对其磁记忆信号特征进行分析、研究。检测分析结果表明:裂纹尖端处应力集中且磁场出现最大值,磁场强度的法向分量也达最大值;而在裂纹中部附近,磁场强度的切向分量出现最大值,法向分量具有过零点特征。裂纹长度与磁记忆切向分量信号梯度峰值之间的距离和法向分量信号的波峰和波谷之间的距离近似成正比例关系。根据这一现象,给出了一个具有较好计算精度的确定裂纹长度的计算表达式,并用实验结果进行了验证。

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究 Ⅱ.裂纹萌生、扩展与交互作用

基于“有效短裂纹准则”，用复型研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道焊缝金属光滑试样表面的短裂纹萌生、扩展与交互作用行为，结果表明：有效短裂纹（ＥＳＦＣｓ）萌生于δ铁素体与奥氏体基体的交界处．ＥＳＦＣｓ扩展具有明显微观结构短裂纹（ＭＳＣ）和物理短裂纹（ＰＳＣ）两阶段特征．主导有效短裂纹（ＤＥＳＦＣ）行为是 ＥＳＦＣｓ交互作用的结果，适于表征短裂纹行为ＤＥＳＦＣ扩展率的分散性与 ＥＳＦＣｓ密度的分散性有关，说明 ＤＥＳＦＣ裂尖前沿扩展条件的差异及其演化是 ＤＥＳＦＣ随机扩展行为的本质原因．这一差异也是材料疲劳寿命和循环应力一应变响应存在分散性的本质原因．

X95钢级钻杆管体外表面裂纹形成原因分析

一批钢级为X95的钻杆,在进行钻杆接头摩擦对焊和钻杆管体内表面涂层涂覆处理后,探伤时发现部分钻杆管体存在不同程度的纵向裂纹。通过金相、扫描和能谱分析的手段,对裂纹的形貌和形成原因进行分析,并结合生产工艺过程,对产生裂纹的原因进行追溯。结果表明:钻杆管端磁粉探伤时与电极接触,管体局部粘附了低熔点电极材料,造成了重金属污染,在后续的加工过程中,管体再次受热,粘附其上的重金属元素向管体金属沿着晶界扩散,从而导致了裂纹的形成。

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究 Ⅰ.材料微观结构和研究方法

用金相、复型技术和硬度实验测试了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢焊缝金属试样表面的微观结构组成结果表明：奥氏体基体与富δ铁素体－带状结构组成的柱状晶是焊缝材料的微观结构特征，相邻富δ铁素体带间距离（约４０μｍ）是这一结构的特征参量试样表面的微观结构依相对焊缝柱状品取向的不同而不同考虑疲劳损伤的局部性和区别试样表面不同尺度、位置微裂纹对疲劳损伤贡献的差异，提出了以“有效短裂纹准则”

回收料对聚乙烯管材专用料及制品性能的影响研究

研究了聚乙烯管材新料和回收料或再生料中物性差异及回收料对管材制品性能的影响;开展了管材新料与典型回收料不同比例掺混试验,系统研究了掺混料的力学性能、抗氧化性能和流变性能。结果表明,聚乙烯管材或原料中灰分、熔体流动速率、氧化诱导时间和金属元素含量的测定可以有效将再生料及其制品与管材新料及其制品区分开来;铁和钙元素含量的测定可以有效鉴定出管材原料及其制品中是否掺混有管材再生料或回收料;本项目研究成果有望应用于聚烯烃塑料管道标准的制修订,对规范塑料管道行业健康发展发挥重要作用。

L415QB/UNS S31603双金属复合管环焊缝失效原因分析

针对国内油气田较多应用的L415QB/UNS S31603双金属复合管环焊缝失效原因,采用金相显微镜、显微硬度计、扫描电镜和能谱仪对失效裂纹进行了形态、组织、成分分布和断口分析。研究发现,焊缝不同焊层间的组织差异,是焊缝开裂的组织因素;内衬与基管间贴合性能差造成的径向应力和焊缝横向应力,是焊缝开裂的力学因素。L415QB/UNS S31603复合管环焊缝焊接应采用ER309Mo L或E309Mo L填充材料,不应采用低合金E71T8-Ni1J焊材作为填充材料;焊接应选用较低热输入量的脉冲焊接工艺方法,以降低熔合比。

长期服役后超超临界机组P92钢焊接接头焊缝金属中微裂纹的特征

利用光学显微镜、扫描电镜以及能谱仪对超超临界机组服役8 000h后的主蒸汽管道P92钢焊接接头焊缝金属中的微裂纹进行了观察,分析了微裂纹的形态、分布和性质。结果表明:P92钢焊接接头焊缝金属中的微裂纹呈蠕虫状断续分布,走向既有沿晶又有穿晶;在裂纹尖端区域有大量析出相;微裂纹的产生与应力和微区的组织状态有关,它起源于焊接过程中的低温区,是由微小脆化裂纹在应力场的作用下相互连接而形成的。

X65管线钢焊缝金属裂纹分析

X65管线钢在焊接过程中,内侧焊缝金属出现横向和纵向沿熔合线方向的裂纹,横向裂纹贯穿焊缝金属横截面。用扫描电镜分析断口,发现裂纹处的焊缝金属与母材有较严重的化学成分偏析,内侧焊缝金属的熔合线基本垂直于母材。分析结果表明:局部成分偏析、工艺参数不适宜是造成焊缝裂纹的主要原因。

JCOE成型的X80输油钢管开裂分析

在JCOE成型过程中一根X80输油钢管母材发生纵向开裂,裂纹长度达到了700 mm。通过化学成分分析、力学性能测试、断口分析及金相检验等方法分析了钢管的开裂原因。结果表明:大尺寸外来非金属夹杂物的存在导致了钢板在连铸或轧制过程中产生裂纹。而较低的断裂韧度为裂纹进一步扩展创造了条件,在成型拉应力的作用下微裂纹扩展并延伸。

1Cr18Ni9Ti焊缝的物理疲劳短裂纹扩展实验

应用复型技术研究了1Cr18Ni9Ti管道焊缝金属的物理疲劳短裂纹行为。结果表明,依照“有效短裂纹准则”,在物理短裂纹(PSC)阶段,主导有效短裂纹(DESFC)扩展和有效短裂纹(ESFCs)的扩展及合并对疲劳损伤做出直接贡献,在DESFC裂尖前沿区域的ESFCs密度通过影响DESFC扩展,对疲劳损伤做出间接贡献。DESFC受到减弱的微观结构条件影响,逐渐演化为单条长裂纹扩展行为。ESFCs密度在微观结构短裂纹(MSC)阶段反映DESFC萌生区域、在PSC阶段反映其裂尖前沿的微观结构扩展条件,其统计演化特征与DESFC扩展率的统计演化特征一致。这说明了这一微观结构扩展条件的差异和演化,是随机疲劳性能与演化特性的本质原因。疲劳损伤是一个由初始混沌状态演化到MSC与PSC两阶段交界处独立无关的随机状态,然后到史相关随机状态的过程。

热轧钢板纵裂纹的形成原因

采用化学成分分析、力学性能测试、金相检验和电子探针观察及其波谱分析等方法对J55热轧钢板上的纵裂纹进行了分析。结果表明:纵裂纹是因钢板表面富集着串链状的外来夹杂物所致。

球铁管生产中金属型管模裂纹的探讨

分析了球铁管生产中金属型管模内壁经常出现的几种裂纹缺陷及其对球铁管成品率的影响。

X90管线钢母材和焊缝在近中性模拟溶液中不同加载电位下的应力腐蚀行为

X90是继X80和X100管线钢后开发的新一代管线钢,已成为国内外研究的新热点。为了深入了解加载电位对X90管线钢土壤应力腐蚀行为的影响,采用电化学测试和慢应变速率拉伸试验(SSRT)的方法研究了X90管线钢直缝焊管母材和焊缝在近中性模拟溶液(NS4)中不同加载电位下的应力腐蚀行为,应用扫描电子显微镜(SEM)对其断口形貌进行了观察,分析应力腐蚀行为的机理。研究结果表明:(1)NS4溶液中的X90管线钢直缝焊管母材、焊缝的极化曲线均表现为阳极溶解特征,无活化—钝化现象;(2)X90管线钢直缝焊管母材和焊缝在NS4溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性,随着加载电位的负移,用延伸率的损失率和断面收缩率的损失率表示的应力腐蚀敏感性指标先减小后增大,焊缝的应力腐蚀敏感性大于母材的应力腐蚀敏感性;(3)X90管线钢直缝焊管母材和焊缝在NS4溶液中的应力腐蚀开裂行为存在以下3种机制——外加电位为EOCP的阳极溶解机制、外加电位为-850 mV的阳极溶解+氢脆机制、外加电位为-1 000 mV和-1 200 mV的氢脆机制。结论认为,该研究成果可以为X90管线钢的大规模使用提供技术支撑和理论依据。

双金属复合管离心浇铸缺陷原因探析

为了提高离心浇铸双金属复合管产品质量,采用Φ114.3 mm×(16.0+3.0)mm碳钢/镍基双金属复合管管坯为研究对象,针对双金属复合管离心浇铸生产中产生的管坯壁厚不均匀、基层裂纹等缺陷,从理化性能、离心浇铸转速、离心浇铸温度等方面进行了分析。分析结果表明,离心浇铸转速较低是造成管坯离心浇铸质量问题的主要原因。根据研究结果,将离心浇铸转速由原来的700 r/min提高至900 r/min后再次进行生产,产品理化性能、外观及几何尺寸、无损检测结果均符合要求。

Cu污染造成的感应加热弯管裂纹分析

针对某制管厂生产的热煨弯管外弧侧出现裂纹的现象,通过化学成分分析、微观组织分析、金相分析、扫描电镜与能谱分析,发现裂纹中有低熔点金属Cu存在,根据检测结果,结合感应加热弯管的煨制过程,进一步深入研究感应加热弯管外弧裂纹的产生原因。得出结论:低熔点金属Cu污染易发生铜脆,是造成该感应加热弯管开裂和扩展的主要原因。结合相关标准和实际生产情况,提出了预防感应加热弯管外弧裂纹产生的两点建议。

试论焊接钢管压扁试验开裂的原因

焊接钢管是指对钢板或钢带实施弯曲变形处理,将其弄成方形或圆形之后,再实施焊接的钢管。此种钢管表面均带有接缝,所使用坯料多以带钢或钢板为主。由于焊接钢管在工程建设等领域中发挥着极大的作用,所以社会各界一直极为注重钢管质量控制,并着重对钢管压扁试验检测展开了分析。文章将重点对焊接钢管压扁试验开裂原因展开分析,期望能够对焊接钢管使用提供一定帮助。

船舶用带铜衬套通舱管件焊接开裂原因

船舶用带铜衬套通舱管件焊接后造成表面开裂。采用化学成分分析、金相检验、断口分析和拉伸试验等方法,分析了管件开裂的原因。结果表明:带铜衬套通舱管件端面开裂类型为液态金属致脆开裂;在焊接过程中,S221锡黄铜中的低熔点金属从管件端面沿晶界进入材料内部,导致管件脆化形成裂纹,在拉应力作用下,裂纹扩展造成管件端面发生开裂。

双金属复合管焊接失效原因分析

新疆某气田双金属复合管部分管线在试压合格后的投产试运阶段出现了焊缝开裂及刺漏现象。对焊缝失效原因进行分析可知,复合管焊接时根焊和过渡焊的厚度一般都大于钢管复层厚度,从而会占用填充焊和盖面焊的厚度空间,使得填充层和盖面层形成高硬度区,韧性变差,当管道承受弯曲应力和蠕变应力时,就有可能在焊缝处出现裂纹或开裂现象。提出新的焊接工艺,即采用TGS-309Mol不锈钢焊条直接焊接填充层及盖面层,并在封焊、根焊和过渡焊时进行背面氩气保护,对焊接试件除按照NB/T47014—2011要求进行试验外,再补充晶间腐蚀试验、全浸腐蚀试验。执行新的焊接工艺后,重新焊接192道焊口,一次焊接合格率99%,试压一次成功,管线运行良好。

煤气负压管道裂纹的修补

介绍了河南天宏焦化公司采用可赛新金属修补系列产品,对煤气负压管道裂纹进行修补,取得了良好效果,避免了煤气负压管道普通焊补作业的危险性和停机检修对生产造成的诸多不利因素,实现了煤气负压管道补漏作业的安全高效。同时,对可赛新金属修补系列产品的技术性能作了介绍。

高强度焊丝和管线焊接金属的吸氢能力

研究了压力为1 000 MPa的管道上使用的高强度焊丝和焊接金属的吸氢能力,通过将氢气阱应用于高强度焊接金属来防止管道高强度焊接金属出现冷裂纹。回火温度600℃为的焊丝在阴极充电后立即进行氢化反应,在45℃保持72 h后达到最大值。特别的,回火温度600℃为的焊丝在45℃保持72 h后,溶液浓度为2ppm。通过透射电子显微镜(TEM)观察和电子分散光谱(EDS)分析,通过钼和碳化铬识别了氢阱位置,因为焊丝在600℃的回火温度下,硬度最大。确认了管道高强度焊接金属中氢气阱是由于氢化反应产生的。