油气输送焊管串列超声检测的技术要求与应用

首先介绍了串列超声检测的原理,然后简述了国家石油天然气管网集团及中国石油天然气股份有限公司的相关企业标准、壳牌标准、DNV GL标准关于SAWL(直缝埋弧焊管)、SAWH(螺旋埋弧焊管)、HFW(高频电阻焊管)的串列超声检测要求、串列超声检测参考反射体的制备方法及相关计算,最后探讨了串列超声检测探头布置和串列超声检测自动探报警后的复查方法。并明确,在超声波自动检测中引入串列超声检测,能有效保障焊管焊缝区域的全覆盖,有助于提高焊管产品质量。

P110钢级中大直径高频电阻焊表层套管研制

为了满足深井超深井油气开采对中大直径高钢级表层套管的需求,采用中低碳加少量Cr、B元素成分设计,并使用高频电阻焊+全管体调质热处理工艺技术,开发试制了Φ244.48 mm×11.05 mm P110钢级石油套管。结果表明,试制产品的屈服强度、抗拉强度和延伸率的平均值分别为895 MPa、975 MPa、25.0%;0℃下3/4尺寸母材和焊缝横向冲击功平均值分别达到77 J和73 J,基本实现母材与焊缝“等韧性”匹配;接头螺纹连接强度> 6 176 kN,抗内压强度> 60 MPa,抗外压挤毁强度平均值达43.5 MPa,各项性能指标均符合API SPEC 5CT、API TR 5C3等标准要求,能够满足深井超深井用高钢级表层套管安全服役要求。

基于ANSYS的高频直缝焊管主要控制参数模拟

基于高频直缝焊管的焊接温度是影响高频直缝焊管焊缝质量的首要因素,为提高高频直缝焊管的质量,重点研究了在高频感应加热中,高频焊接的主要控制参数焊接速度、焊接电流和焊管厚度对高频直缝焊管焊缝温度场的影响.依据高频焊接过程中的热源方程,利用ANSYS有限元热分析模块,建立适当的线热源模型,编写APDL程序.通过对3个主要控制参数的调节,得到在不同参数条件下的高频焊管焊缝温度场的分布云图,发现沿着高频焊管运动方向焊缝处温度是均匀递减的.在其中一组参数一定的状态下,对金洲集团Φ219 mm高频焊接机组的焊缝温度场进行测温,结果发现模拟温度场与实际温度场基本一致.

薄柔高频焊接H钢柱的实验和抗震承载力评价

针对大宽厚比的高频焊接H钢柱塑性耗能能力较低的特点,进行了10个试件的单调和反复加载试验研究.试验揭示,在一般低多层框架结构的长细比范围内,翼缘和腹板板件宽厚比的组合和轴压比是决定薄柔H钢柱静力和滞回性能的关键因素.综合实验结果和系统的数值分析,提出了经受罕遇地震往复作用时,将钢柱承载力下降限制在某一范围内的设计原则.按此原则,可以确定容许的板件宽厚比组合限值.这一设计方案为在抗震设防区使用薄柔构件轻型钢框架提供了可能.

高频焊管残余应力的测量及三维有限元数值模拟

高频焊接是利用高频电流特有的集肤效应和邻近效应,使焊接电流聚集于接触处表层,表层接合面上的温度上升很快,使待焊面加热至熔化或接近熔化的塑性状态,随后迅速被挤压成接头的一种压焊方法。研究在现有条件下利用盲孔法测量了高频焊管接头焊缝的残余应力,并且采用ANSYS有限元分析程序,分析管道焊缝在焊接过程中的焊接残余应力。实测的轴向和环向残余应力,与用三维有限元模型计算得到的数值结果分布规律基本一致。同时发现高频焊管的残余应力分布与普通电弧焊基本一致,但是其残余应力值比普通电弧焊偏小,这对于指导实际焊接工程问题具有重要意义。

熔剂对高频熔敷Cr13Ni2B耐磨层工艺性能的影响

采用高频感应加热在低碳钢表面熔敷一层铁基Cr13Ni2B耐磨材料,研究了熔剂配比对覆层与基体的结合、覆层表面成形和脱渣性等工艺性能的影响。结果表明:在高频熔敷铁基Cr13Ni2B耐磨层时,熔剂申的硼酐对其工艺性能影响比较显著,焊剂431次之,氟化物的影响不显著;加入适量的熔剂,可有效地去除粉料表面的氧化物,降低其熔点,使脱渣容易、表面成形美观,覆层厚度可达2．5 mm;适量熔剂可促使覆层与基体形成牢固的冶金结合;在铁基Cr13Ni2B合金粉末中加入3％硼酐、8％-12％焊剂431并配以1%左右的萤石或冰晶石时,高频熔敷效果最好。

新型SEW-80TT高抗挤套管的性能试验研究

从显微组织、残余应力、拉伸和冲击性能、外压挤毁性能、沟槽腐蚀性能等方面,分析研究了采用SEW(高频焊接+热张力减径)工艺开发的SEW-80TT高抗挤套管的性能。结果表明:SEW-80TT高抗挤套管的抗挤强度超过Q/SY1394—2011标准中HC2等级要求的12.4%,比APITR5C3—2008标准要求的高41.6%,残余应力小于100MPa;屈服强度大于685MPa;母材和焊缝冲击功分别大于126J和118J,且焊缝沟槽腐蚀不敏感。SEW-80TT高抗挤套管具有良好的抗挤毁性能和综合力学性能。

熔剂对高频熔覆耐磨覆层工艺性能的影响

采用高频感应加热可以在低碳钢表面熔覆一层耐磨材料,熔剂对覆层与基体的结合、覆层表面成形、脱渣性等工艺性能起着决定性的作用。本文探讨了熔剂对高频熔覆工艺性能的影响。在Fe基Cr13Ni2B合金粉末中加入适量的焊剂431、硼酐及氟化物,可以有效地去除粉料表面的氧化物,降低其熔点,促进粉料与基体的结合,形成一层脱渣容易、表面成形美观且与基体形成牢固冶金结合的耐磨覆层,覆层厚度可以达到2.5mm。

高频电阻焊连续油管焊接HAZ组织性能热模拟分析

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对连续油管用粒状贝氏体钢在高频电阻焊接过程中接头热影响区不同部位的微观组织和宏观力学性能进行分析。通过与母材组织及力学性能的对比表明,在接头热影响区中,过热粗晶区以长条状铁素体组织为主,断口形貌以均匀的韧窝为主,韧窝大且深,韧性较好,冲击功值相对较高。正火区和不完全正火区组织以多边形铁素体为主,晶粒之间晶界清晰,断口以准解理断裂为主,冲击吸收功值较低;回火区没有发生明显相变,晶粒尺寸比母材的略有增大,组织发生了微小的回复再结晶,材料的冲击吸收功值有所回复。

基于数字图像技术的高频电阻焊状态监测

为实现对高频电阻焊焊接过程的在线实时监测,通过对焊接现象、焊接缺陷及其成因的分析,提出了一种基于高速CCD成像和数字图像处理的焊接过程自动化监测方法.该方法利用架设在焊接区域上部的高速CCD相机获取焊接区的数字图像,通过对焊接区图像的特征加热面积、V型开口角大小、焊接熔合点位置、加热区对称度等多个参数的提取和测量,获取焊接区的多特征参数,然后将这些参数进行数据融合,得到当前的焊接状态.在图像处理中应用了基于非平衡R-G-B填充的抗干扰分割算法、基于直线拟合的V型角开口角大小及角分线检测算法,设计了面积对称度评价函数及基于BP神经网络的多特征融合模型.通过现场实验发现:文中方法能够有效监测焊接区的状态,有利于焊接质量控制.

一种新型大功率中频逆变电阻点焊电源

为满足低阻值新型焊接材料的焊接要求,研究设计了一种最大输出电流达20kA的中频逆变电阻点焊电源.采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成全桥式逆变主电路;通过有限双极性控制,实现零电压零电流(ZVZCS)软开关;控制电路以数字信号处理器(DSP)为核心,通过对初级采样电流值进行有效处理,采用增量式PID控制方法,实现对脉宽调制电路的精准控制.结果表明,电源设计合理,控制电路稳定可靠,适于大功率焊接.

某高频直缝电阻焊管的泄漏原因

某高频直缝电阻焊管发生天然气泄漏事故。通过宏观检验、无损检测、化学成分分析、力学性能测试、金相分析、扫描电镜及能谱分析等方法,研究了该焊管的泄漏原因。结果表明:焊接工艺不当导致此焊管焊缝中存在未熔合缺陷,且在焊管制造过程中因存在漏检问题而未被发现;未熔合缺陷在服役过程中发展形成泄漏孔,最终导致泄漏。

汽车用DP590双相高强钢板电阻点焊性能研究

采用中频逆变点焊机对1.6mm厚的DP590钢板进行了电阻点焊试验,并对焊点的组织和硬度进行了分析,研究了焊接电流和焊接时间对熔核直径、焊点强度的影响。结果表明,点焊接头熔合区组织为板条马氏体,粗晶区为粗大的板条马氏体,细晶区为细小的马氏体和少量的铁素体;接头熔核区平均硬度约340HV10,热影响区最高硬度为400 HV10,均高于母材。在一定范围内,熔核尺寸、焊点的正拉强度和拉剪强度均随着焊接电流和焊接时间的增加而增加,当焊接电流过大时,又呈现降低的趋势。

国家大剧院钢管劲性柱的制管实践

本文对武钢高性能耐火耐候建筑用钢WGJ510C2在国家大剧院钢管劲性柱的制管实践进行了归纳和总结。结果表明:按照管线钢管规范,采用合适的工艺流程,WGJ510C2钢适用于国家大剧院工程用高频直缝电阻焊钢管的制造,各项性能指标完全合格。

正火温度对高频电阻焊管X52钢组织性能的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机、金相显微镜研究了正火温度对高频电阻焊管X52钢组织和性能的影响规律。结果表明:在850～1000℃的正火加热温度范围内,其强度随加热温度的升高而降低,在900℃时,强度达到最低值;随加热温度进一步升高,强度增加。而焊缝区在900～1000℃的正火加热温度范围内,随加热温度升高,组织细化,强度增加。在相同的工艺条件下,焊缝和钢板的组织和性能相差不大。

我国管道钢管的发展方向

论述了我国９０年代以来管道建设方面的特点，并相信在未来的十年，将形成我国管道工业的第二个发展高潮。分别就管线钢钢级、大力发展直缝埋弧焊管、完善及发展我国ＥＲＷ钢管、包辛格效应和研究开发抗氢致裂纹管材等几个方面做了较深入分析，指出了我国管道钢管的发展方向。

薄壁铜及铜合金高频焊焊缝接头的错位研究

分析了薄壁铜及铜合金高频焊接焊缝接头的错位及其产生的主要原因,研究了焊缝接头错位与焊接过程稳定性及焊缝强度的关系,提出了焊缝接头错位的预防和控制方法。

超薄型钢管高频电阻焊的冶金因素

选用含碳量低的钢板,严格限制原材料成份、组织、性能和尺寸规格的波动,是生产高质量超薄焊管的冶金保证。

电化学充氢条件下管线钢焊接接头对氢的吸收能力分析

采用电化学的方法研究X65管线钢母材及其高频电阻焊(high-frequency welding-HFW)焊缝对电化学充氢的吸收能力.结果表明,随着充氢时间的增加,母材和焊缝中的扩散氢的含量有着一样的变化趋势,先升高然后降低达到稳定值,但是焊缝中的扩散氢含量最高值4.11×10^(-5)mol/cm^3、稳定值2.96×10^(-5)mol/cm^3均高于母材的4.02×10^(-5)mol/cm^3和2.78×10~(^(-5))mol/cm^3,所以焊缝对电化学充氢有着更高的敏感性.这是因为材料的晶粒尺寸和晶界面积对氢在其中的扩散吸收有着极其重要的作用,同时,相比于X65管线钢母材,焊缝中珠光体与铁素体的显微硬度差值更大,这为氢提供了有效的扩散路径.

S355J2W+N耐候钢板根部大熔深MAG对接焊工艺及接头的组织和性能

采用高频脉冲焊和常规脉冲MAG焊对S355J2W+N耐候钢12 mm厚板进行了对接焊工艺试验,研究了对接打底焊的大熔深工艺及接头的显微组织和力学性能。结果表明:与常规脉冲MAG焊相比,焊接间隙为“0”时,高频脉冲MAG焊具有较强的根部熔深能力,较小的焊接热输入(6.06 kJ/cm),使其可打底焊缝宽度由2.7 mm增加到3.2 mm,增加约18.5%;高频脉冲MAG焊接头呈较为理想的组织特征,焊缝中针状铁素体组织含量较多,焊缝、熔合区不含侧板条铁素体组织,过热区的晶粒粗化程度较小;接头抗拉强度均大于母材强度下限值,断裂位置均位于母材;接头弯曲试验中弯曲角度为180°时,受拉面无裂纹,接头塑性良好;相比常规脉冲MAG焊,高频脉冲MAG焊接头的低温(-40℃)冲击韧性较好,焊缝区冲击功高出约9.6%,热影响区冲击功高出约12.3%。