T23/P23钢高强匹配焊缝金属接头再热裂纹表征

综述了T23/P23钢高强匹配焊缝金属接头再热裂纹的特征。结果表明,T23/P23耐热钢高强匹配接头再热裂纹倾向明显,焊后状态高强匹配接头具有较高的强度和可以接受的塑性和韧性。接头显微组织中的HAZ粗晶区碳化物析出、晶界的滑移及晶界的脆化是再热裂纹产生的必要条件;影响HAZ组织的主要因素是母材中碳化物形成元素和残留元素的种类及含量。随接头拘束应力增大,再热温度升高时再热裂纹倾向增大。T23/P23钢接头中氢的行为是产生再热裂纹不可忽视的影响因素。生产中常用低应力化和低氢化综合工艺及参数,以及新型专用焊接材料等措施,使接头中的应力水平降低,氢含量最小化,控制再热裂纹形成条件,并获得了较满意的效果。

钢桥焊接接头强韧匹配现状分析

综述了国内钢桥焊接接头强韧性匹配情况。钢板及焊接材料试验数据表明:原材料的强度波动范围较大,给强度匹配带来较大的难度,需要在原材料标准中对其强度范围进行限制;某些项目规定的焊缝强度限制指标缺乏理论依据,需要进行专题研究制定合理的波动范围。

碳纤维烘干容器的中频感应加热设计

在粘胶基碳纤维的脱胶回收过程中需要将碳纤维进行烘干加热并碾磨成粉,整个工作环境中会存在碳纤维粉尘,遇到明火容易产生爆炸,因此提出使用中频感应加热技术取代传统的明火加热对碳纤维进行烘干加热。首先计算310S不锈钢材质筒体容器加热时所需功率及电流等各项参数;根据计算所得数据选择使用COMSOL Multiphysics有限元软件对筒体容器进行加热仿真,验证将中频感应加热技术应用到粘胶基碳纤维脱胶加热工艺中的可行性与计算结果准确性;然后对电源内部谐振电容与变压器等元器件进行匹配;电源装配完成后结合实际应用进行验证。实验结果证明,中频感应加热技术可以满足对粘胶基碳纤维的烘干加热,且相较于传统加热方式,中频感应加热技术在碳纤维加热工艺中更加安全高效。

125ksi超级马氏体油管成分-组织-性能-工艺综合控制技术

125ksi钢级15Cr超级马氏体不锈钢具有优良的高强度、高韧性匹配与耐CO_(2)腐蚀性能,是深度>7000 m深井油井管的候选材料。从成分设计、生产工艺、组织调控等方面,论述了15Cr超级马氏体不锈钢油管的高强高韧综合控制技术。成分控制方面,采用无δ铁素体成分设计,w[Cr]取15%,w[Ni]取6.5%~7%,w[C]取0.01%~0.03%,w[Cu]取1.25%~1.5%,Cr、Ni元素合理匹配是降低δ铁素体含量的主要因素,C、Cu含量的合理匹配是获得高强高韧力学性能的关键因素。冶炼工艺方面,研究了电弧炉钢杂质元素的影响,结果表明,V、N、Al杂质元素会增加15Cr钢的硬度,将回火温度提高至550~575℃,能够降低硬度保证韧性。热加工成型方面,通过热变形试验,获得了15Cr钢的动态再结晶规律,制定了无缝管热穿孔成型变形温度1100~1150℃,能够获得细小的再结晶晶粒。组织性能调控方面,通过热处理工艺研究,确定了正火温度采用950~980℃,即能保证晶粒尺寸不明显长大,又能获得高强度与高韧性的匹配。

华南大桥墩柱加固设计与施工

华南大桥为110 m+190 m+110 m三跨连续刚构桥,经检测墩柱存在开裂现象并持续恶化,主要原因是墩身刚度相对主梁刚度较大,需尽快对主墩进行加固处置。主墩防撞设施采用混凝土墙结构,墩与墙之间空间狭小。墩柱加固常采用增大截面法,涉水加固施工常采用钢围堰形成干环境。为避免墩柱加固后过大增加墩柱截面刚度,提出了型钢骨架外包UHPC增大截面法进行墩柱加固,计算分析表明加固设计方案对桥梁其他构件受力较小。墩柱加固施工原设计方案为先拆除混凝土防撞墙再采用钢围堰,后期再重建混凝土防撞墙,针对原设计方案存在环境影响大、经济性差和水下作业难的问题,提出改造混凝土防撞墙并形成干环境在狭小空间内进行墩柱加固施工的方案。工程顺利实施为类似工程设计与施工提供借鉴。

不同强度匹配对X80管线钢环焊缝抗氢致裂纹性能的影响研究

环焊缝的强度匹配形式和耐腐蚀性对管道可靠运行至关重要。文中分别采用低强匹配、等强匹配和高强匹配三种匹配形式对D1219×18.4 mm X80螺旋焊管进行焊条电弧焊,对焊接接头进行抗氢致开裂(HIC)试验,并综合包括化学成分、微观组织、接头强度和韧性等各种因素分析,研究不同强度匹配形式对X80管线钢环焊缝抗氢致裂纹性能的影响。结果表明,三种匹配方式下的X80管线钢焊接接头的抗HIC性能均能满足相关要求,且采用三种强度匹配焊条焊接接头的裂纹长度敏感率(CLR)、裂纹厚度敏感率(CTR)以及裂纹敏感率(CSR)随着匹配强度的升高而升高;焊缝金属的C、P、S含量对HIC敏感性有显著影响,降低这些元素的含量有助于提高焊缝的抗HIC性能;微观组织观察表明,焊缝金属的组织类型和形态对HIC敏感性也有重要影响,热力学平衡且稳定的细小组织是抗HIC的理想组织。

整体吊装大节段钢箱梁制造线形计算

以深中通道泄洪区非通航孔桥为依托,结合工程施工方法的特殊性,分析了整体吊装大节段制造线形的计算原理。利用有限元分析软件,建立了整体吊装钢箱连续梁桥的正装分析模型。根据无应力状态法和有限元分析结果,提出了大节段钢箱梁制造线形各相关参数以及修正项的计算方法,分析了现场施工过程中大节段间安装匹配以及伸缩缝端截面切角问题。

用钢铝复合轨的形式解决刚性接触网异常磨耗

城市轨道交通目前多采用刚性架空接触网供电方式为电客车提供电能动力。刚性接触网运营成本低,可靠性高,维修简单,事故状态失效破坏范围小,但是刚性接触网磨损比较快,弓网磨耗严重将会大大减损接触网使用寿命,增加运营成本。以天津地铁6号线为例,提出用架空的钢铝复合轨代替刚性接触网的方式来改善接触网磨耗情况,促进弓网良好匹配,提高设备质量,保证设备安全。

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案:“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。

钢结构重防腐超长配套间隔时间的探讨

以钢结构重防腐涂层配套方案为实验研究对象,确定了中间漆和面漆的具体涂膜厚度,通过中间漆和配套间隔时间的不同,在西北区域的高寒低湿环境下实际模拟了配套间隔时间和拉拔附着力的关系。对设计超长配套间隔时间的工程项目有一定的借鉴和指导作用。

变截面连续钢箱梁制作与吊装关键技术研究

为了克服传统钢箱梁在应用中展现出一定的局限性,尤其是在大跨度、变截面连续钢箱梁的制作与吊装过程中存在明显的技术难题和效率瓶颈。本文针对现有施工技术在精度控制、时间效率以及环境适应性方面的不足,提出了一套创新的变截面连续钢箱梁制作与吊装技术方案。首先,通过分析钢箱梁加工制作的关键环节,优化了材料预处理、单元件制作和匹配式拼装流程,确保制作过程的高精度和高效率。然后,针对现场吊装难点,设计了专门的临时支架和吊装序列,以减少吊装过程中的位移和变形,提高了吊装安全性和准确性。最后,通过对某高速公路工程实际案例的应用验证,探讨了该技术方案在实际工程中的适用性和效果。研究结论表明,本研究提出的制作与吊装技术方案不仅有效提升了变截面连续钢箱梁的施工精度和效率,而且具有良好的经济性和环境适应性,为类似桥梁工程提供了重要的参考价值。

高山峡谷独塔钢-混混合梁斜拉桥钢箱梁架设关键技术

昭通市巧家县金沙江特大桥主桥为(340+72+48+32) m钢-混混合梁独塔斜拉桥,中跨采用PK钢箱梁,高3.5 m,全宽32.3 m。该桥位于高山峡谷区,中跨钢箱梁梁段无法通过航运运输,且峡谷区施工便道狭窄,钢箱梁运输难度大,钢箱梁采用厂内分块匹配预制及现场边跨梁面组拼、后方喂梁悬臂架设的总体施工方案。钢箱梁通过板单元件现场拼装总成,采用“3+1”匹配拼装方式进行钢箱梁整节段线形控制,采用110 t自行走式平板车分块运输大吨位钢箱梁,实现高山峡谷区大坡度狭窄便道条件下钢箱梁的运输;在混凝土桥面拼装钢箱梁,通过运梁小车将钢箱梁运输至架桥机位置,提高混凝土桥面钢箱梁拼装及运输效率;采用斜拉桥后方喂梁-步履式大吨位悬臂架桥机,通过设计起重天车、支撑系统、锚固装置以及纵移系统等结构,完成钢箱梁后方喂梁、转体、拼装等工序,实现高山峡谷区斜拉桥施工。

大跨长联钢-混组合梁桥面板预制胶拼施工技术

孟加拉国帕德玛大桥主桥上部结构为6×(6×150) m+1×(5×150) m七联大跨度连续钢-混组合梁。公路桥面设有平曲线,桥面板底部设横肋、板内设纵向预应力钢绞线,桥面板剪力钉(环)槽口边缘与钢梁剪力钉(环)间距小,槽口内纵、横钢筋多且与剪力钉(环)间距小,混凝土桥面板的预制、安装精度和质量控制要求高。桥面板分块整幅在预制场匹配预制,桥上通过胶拼连接,然后分区段进行永久预应力筋张拉、孔道压浆、剪力钉(环)槽口混凝土灌注,将混凝土桥面板与连续钢桁梁组合。混凝土桥面板采用长短线结合匹配预制技术,节省了模板和场地投入,保证了预制精度和预制速度;采用架板机拼装、胶拼连接、分区段张拉永久预应力筋、钢梁上铺设滑动层减少预应力张拉损失、灌注剪力钉(环)槽口混凝土进行组合等安装技术,完成了大跨长联钢桁梁桥公路桥面板的安装施工。

高强度细晶粒结构钢焊接性影响因素综述

综述了涉及高强度细晶粒结构钢焊接性的影响因素。结果表明,高强度细晶粒结构钢焊接性主要问题是接头的冷裂纹敏感性、HAZ的软化和脆化倾向,以及再热裂纹敏感性。焊缝强度匹配对铁研试件裂纹形态的影响,涉及焊缝与母材的相变温度以及焊缝中氢的扩散方向等因素。焊接接头硬度分布中呈现的低硬度HAZ软化区与接头拉伸试件断口部位相一致,表明HAZ软化区是该接头的薄弱环节。热输入对接头力学性能的影响表现为随热输入增大,抗拉强度和屈服强度均被降低,焊缝和HAZ区的冲击吸收能量略有减小。激光焊接试样的较高疲劳寿命是激光焊接工艺特性所决定的。

基于工程应用的海洋结构用A517Q和A514Q钢焊接材料选用原则探讨

探讨了工程应用中A517Q和A514Q钢焊接材料的选用原则。结果表明,A517Q和A514Q钢焊接性的主要问题是接头的冷裂纹敏感性。在工程条件下该钢使用的焊接材料首推低强匹配方式,“焊缝低氢化工艺”可以明显改善钢的焊接性。该类钢焊接材料的成功应用中,焊接材料自身的高强、高韧性和超低氢化是必要条件,而焊接方法和工艺因素的低氢化则是充分条件。工程上实用的工艺方法和典型焊接材料各具特色,采用FCAW打底焊+各种方法填充焊的工艺优势明显。

高钢级管线环焊缝强度匹配的仪器化压痕法测试研究

为获得在役管线环焊缝强度及与母材的强度匹配情况,选用仪器化压痕法对高钢级管线环焊缝的强度及匹配情况进行检测。为验证仪器化压痕法检测结果的准确性,对经过压痕检测的环焊缝取常规拉伸试样进行检测并对比结果。两种强度测试方法的结果对比表明,压痕测试的屈服强度比拉伸测试结果高约6%、抗拉强度比拉伸测试高约16%。利用阵列硬度对焊缝及母材的硬度分布进行表征,发现焊缝内硬度分层分布、近外壁区域硬度较高,母材硬度相对均匀。仪器化压痕测试的材料为近外壁的高硬度区,拉伸测试的材料为管道壁厚的平均结果,材料性能的沿厚度方向的分布特征是压痕法测得结果偏高的原因之一。

强度匹配对含裂纹缺陷X80钢管道断裂参量的影响

通过对埋地管道X80高强钢的断裂评定研究,为工程中埋地管道的安全设计提供参考。通过埋地管道的应力分析,用软件分别模拟了无裂纹管道和含裂纹缺陷管道的断裂参量,研究了管道极限承载的有限元算法,并分析了强度匹配对含裂纹缺陷X80钢管道断裂行为的影响规律,计算结果表明,在相同载荷作用下,高匹配的焊接接头比低匹配接头具有更好的抗断裂能力。

高低温工况下船舰表面复合涂层与基底钢板匹配性的研究

基于非线性粘弹性理论和热力耦合有限元分析法,研究高低温工况下船舰表面环氧树脂基细粒复合涂层(简称复合涂层)与基底钢板的匹配性。结果表明:高低温工况下复合涂层与基底钢板都能保持良好的匹配性;高温工况下复合涂层的温度和热流密度差值均较大,低温工况下复合涂层的温度传递梯度有所减小;相对于高温工况,复合涂层更容易在低温工况下失效。本研究也为其他复合涂层与基底钢板在高低温工况下的匹配性分析和复合涂料的配方优化提供理论指导。

舟山港主通道南通航孔桥钢箱梁架设关键技术

宁波舟山港主通道南通航孔桥为主跨390 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用整体式扁平流线型全断面封闭薄壁钢箱梁,标准断面宽34 m,高3.5 m,标准梁段吊重272 t,梁段最大吊重303 t。主桥钢箱梁共划分为55个梁段,桥塔区梁段采用“浮吊+牵引滑移法”架设,标准梁段采用340 t桥面吊机对称吊装,辅助墩、过渡墩墩顶梁段采用“浮吊+三向千斤顶精调就位法”架设。桥塔区墩旁支架设计为落地式倾斜墩旁支架,与桥塔下横梁支架连接成整体,解决了支架与桥塔塔肢连接不便的难题;塔梁三向临时约束体系设计时考虑钢箱梁各施工阶段的百年一遇风荷载,保证了钢箱梁的安全架设;通过设置对拉螺杆、螺栓连接件和止顶板等临时匹配件,采用马板、临时匹配件及千斤顶等措施对梁段端面进行匹配调平,实现了钢箱梁梁段的精确匹配连接。

X80管道环焊缝强度的仪器化压痕测试应用

对接环焊缝的强度在高钢级管线中起重要作用。本文利用仪器化压痕法、常规拉伸试验法和维氏硬度法对X80的环焊缝、热影响区以及母材的材料性能进行测试,并比较仪器化压痕法和常规拉伸试验方法获得的强度结果。测试结果表明,仪器化压痕法可以给出对接环焊缝的屈服强度、抗拉强度,仪器化压痕法可以正确反映管线的焊缝与母材的匹配关系,还可以获得焊缝热影响区等更加精细的强度分布。通过对环焊缝进行常规拉伸与仪器化压痕法测得的强度对比发现,上游母材、焊缝中心及下游母材的屈服强度误差分别为6%、6.5%、7.5%,抗拉强度误差分别为16%、5.5%、3%。仪器化压痕法测得屈服强度基本低于常规拉伸的屈服强度,测得抗拉强度高于常规拉伸的抗拉强度。但仪器化压痕法测试结果与常规拉伸试验结果的规律一致,即母材强度大于环焊缝中心强度且上游母材强度低于下游母材。