65Mn/Q235双金属复合管的热处理工艺优化及其耐磨性

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、显微硬度计和磨粒磨损试验机,分析了65Mn/Q235双金属复合管在使用过程中失效的原因,并对其热处理工艺进行了优化。结果表明:65Mn钢中存在大量的未溶碳化物和层片状珠光体,导致其韧性降低、焊缝硬度较低,使65Mn/Q235双金属复合管在服役过程中因耐磨性不足而失效。采用优化的热处理工艺即840℃保温10~30 min油冷后,65Mn/Q235双金属复合管的组织为均匀细小的马氏体,未溶碳化物和层片状珠光体基本消除,焊缝硬度得到提高,耐磨性明显改善。

局部固溶对锅炉常用奥氏体不锈钢管性能影响

在超临界和超超临界锅炉中,高温段蛇形管部件中选用大量奥氏体不锈钢管,其局部热处理控制过程将影响材料性能,通过对几种常见材质的不锈钢进行局部固溶热处理,来检测其直段各温度区及弯头材料性能变化情况。

UNS N08367超级奥氏体不锈钢大直径无缝管的研发

介绍了一种核电厂海水系统用UNS N08367超级奥氏体不锈钢大直径无缝管的制造工艺,分析了产品性能。采用斜轧热穿孔+热轧+均整+冷拔工艺,通过优化化学成分和管坯加热温度,控制轧制温度,避免产生α相铁素体和不均匀碳氮化物组织,以及合理设计热处理制度,控制热处理温度、保温时间及冷却速率,避免了有害相的析出,成功研发出了核电厂海水系统用UNS N08367超级奥氏体不锈钢大直径无缝管。研究结果表明,该UNS N08367大直径无缝管具有金相组织均一、力学性能稳定及腐蚀性能优异的特点,可以用于压水堆核电厂海水系统。

HS110-13Cr抗CO_(2)腐蚀套管的开发

根据套管的服役环境和性能要求开发HS110-13Cr抗二氧化碳腐蚀套管。重点进行了钢的化学成分设计和热处理工艺探索,通过热力学软件计算得到该钢种在不同回火温度条件下的强度和冲击韧性曲线。研究发现该钢种在特定的回火温度下存在冲击功急剧下降的情况,通过扫描电镜观察不同回火温度条件下钢的冲击试样断口,发现570℃回火试样冲击断口为脆性沿晶断裂,因此热处理工艺需避开此回火脆性区。开发并生产出的产品性能达到了客户要求,通过了腐蚀评价,并成功应用于国内某油田,满足了二氧化碳服役环境的使用要求。

延迟焦化装置加热炉铬钼合金钢管道焊接技术分析

延迟焦化装置可以将石油焦去除,同时符合节能环保的工作理念,因此当前在石油化工行业广泛利用延迟焦化装置。因为延迟焦化装置加热炉处于高温和高压的环境中,再加上材料自身特征的影响,因此在铬钼合金钢管道中经常会出现裂纹等问题,影响到设备运行的稳定性。因此,需要加强研究延迟焦化装置加热炉铬钼合金钢管道焊接技术,针对当前存在的问题提出针对性改进措施,对于实际工作起到参考作用。

碳钢管道焊后热处理要求分析

碳钢是可焊接性较好的钢种,选择适当的焊接材料和工艺,焊接接头不易产生淬硬组织或冷裂纹。分析了碳钢管道的焊接及预热要求、焊后热处理规定,以及免除焊后热处理的条件。认为在应力腐蚀工况条件下,为避免发生腐蚀破裂,全壁厚范围内的碳钢管道焊后应进行热处理。

精密铸造锅炉管件用耐热奥氏体钢的研究

为了优化耐热奥氏体钢在锅炉管件精密铸造中的工艺,选取典型焊接接头进行分析,预热温度≥5℃,电压13~14V,焊层数3层,电流190~200 A,层间温度50~230℃。结果显示,600~1200℃温度环境下,AFA25-15为单相奥氏体基体,析出相为NiAl、σ相、M_(23)C_(6)、MC碳化物。通过适当冷变形处理之后,强度明显提升,AFA-50%与AFA-20%抗拉强度均有所降低,断后伸长率变动差异表现不明显。材料氧化腐蚀程度与温度呈正比关系,S31042材料抗氧化腐蚀能力最强,S31035与C-HRA-5材料抗氧化腐蚀能力基本相当。通过本文的研究与探讨,有利于改善锅炉管件用耐热奥氏体钢的综合性能,提升拉伸性能。

海底无缝钢管屈服强度偏低原因分析

无缝钢管为海底油气输送管道的一种常用类型,其在制造过程中可能出现各种质量问题。本文针对某钢厂生产的φ168.3 mm×14.3 mm X65QO海底无缝钢管出现热处理后屈服强度偏低的问题,从化学成分、生产设备、工艺参数等方面进行了调查分析,最终通过多次试验提出了“加大外淋水流量和提高淬火温度”的解决方案,从而保证了钢管的质量和管线的本质安全,为后续类似问题的解决提供了参考。

衡钢2#热处理线水淬装置升级改造

衡钢钢管公司管加工分厂2#热处理生产线的水淬装置于2007年投产,当时因为对石油钢管热处理的认识不足及淬火后钢管的要求不高,旋转支撑轮采用链条传动,外淋喷管采用钢弯曲成U型直流喷管,原设备使用过程中常出现掉管、旋转不同步,淬火后的钢管出现不同程度的缺陷,而且设备故障率高,造成非正常停机,维护成本增加,运营成本加大。近年来,随着淬火工艺及设备的不断发展,淬火技术也在不断提高,国内各个厂商都在向着节能、无故障、免维护、降低设备运营成本等方向而不断努力。结合衡钢管加工2#热处理生产线的实际情况,利用新技术进行改造,将旋转支撑轮的链条传动改为双驱动直连式,将钢弯曲U型直流外淋喷管升级改造为莱克勒柱形喷嘴。改造后,热处理产品性能大为改善,效果良好。

C110套管用HS05钢的热处理工艺研究

通过对C110套管用HS05钢进行不同工艺热处理,对试样进行力学性能测试及微观组织分析,研究了不同热处理工艺对HS05钢组织和性能的影响。结果表明:在相同回火条件下(700℃×100 min),对HS05钢采用不同淬火工艺(880℃,920℃)热处理均可得到理想的组织性能。相同淬火条件下,保持马氏体位相板条结构的合并及多边形化使得钢的冲击功随着回火温度的升高而升高。

含铬耐蚀管材理化性能及显微组织研究

研究了Cr含量为3%~9%的耐蚀管材的理化性能特点,包括合金元素含量对奥氏体化温度、冷却相变点及室温显微组织特征的影响。结果显示,Cr含量不超过5%时室温组织为贝氏体和马氏体的混合组织,两种组织的比例取决于冷却速度;Cr含量大于7%时,常规冷却速度条件下均可获得马氏体组织。研究了回火处理后含铬耐蚀管材的显微硬度与原始组织的关系,结果表明马氏体含量较高的组织表现出更大的硬度波动。该试验结果可用于耐蚀管线管、套管产品热处理工艺的制定及材料性能的控制。

12Cr1MoVG小直径无缝钢管热处理工艺研究

分析了12Cr1MoVG小直径无缝钢管大生产热处理工艺与试样热处理工艺的差别,提出了针对性的改良措施。受辊底炉炉型的限制,即使12Cr1MoVG小直径无缝钢管的壁厚只有10 mm,热处理时依然要加强冷却。通过安装在线喷雾装置,并在出料辊道预留一段距离,实行“预冷+雾冷+空冷”的正火冷却方式,很好地解决了产品抗拉强度偏低的问题。

厚壁X65Q钢级管线用无缝钢管的研制

采用微合金化技术,以低C含Mn钢为基础,设计出壁厚大于25 mm X65Q钢级管线用无缝钢管的化学成分,并通过实验室研究确定出最佳热处理工艺。试验结果表明,采用“910℃淬火+670℃回火”热处理工艺时,材料的强度及低温冲击韧性匹配良好,钢中的显微组织主要为贝氏体+少量回火索氏体,晶粒度为8.5级;工业化批量生产检验,材料在-30℃低温冲击功达120 J以上,材料的屈服强度有近80 MPa富余量。设计的钢种可用于壁厚大于25 mm的X65Q及以上钢级管线管生产,满足用户相关性能指标要求。

型钢混凝土综合热力管廊力学性能有限元分析

部分项目热力管道管径较大且多条并行,管廊结构若采用常规钢筋混凝土形式,管廊壁较厚且施工难度很大。为提升热力综合管廊的承载能力,提出型钢混凝土结构的热力综合管廊,利用ABAQUS有限元软件研究了型钢混凝土增强热力管廊在受侧压力下的破坏过程和破坏形态,揭示了型钢增强热力管廊的机理。结果表明,使用型钢可以大幅增强热力管廊的承载力,在相同荷载下裂缝开展更缓慢,变形也得到较好抑制。

国产核电用大直径P91无缝钢管的研发

介绍了国产核电用大直径P91无缝钢管的制造工艺及产品性能。通过控制管坯加热温度避免δ铁素体组织的产生,设计优化热轧成型工艺,采用大变形二辊斜轧穿孔、均整精轧及在线定径的一火成材工艺,合理设计热处理制度及模拟焊后热处理温度等控制措施,开发生产出第四代核电主蒸汽管道用大直径P91无缝钢管。经过对钢管头、中、尾分别取样进行试验评定,结果显示,该P91无缝钢管性能良好、金相组织均匀、稳定,不仅具有良好的高温持久性能,而且还具有优异的低温冲击韧性,交货状态和模拟焊后热处理状态下各项性能均满足ASME核电标准和600 MW示范快堆工程主蒸汽管道系统用SA-335 P91无缝钢管的技术协议要求。利用等温线外推法,计算出交货状态500℃10万小时下的高温持久强度为228 MPa,模拟焊后热处理状态下500℃10万小时下的高温持久强度为224 MPa,两者均满足核电ASME第Ⅲ卷D5 Table HBB-I-14.6F考核强度(212 MPa)的要求,产品已应用于第四代核电核岛主蒸汽管道项目。

316LN钢奥氏体晶粒长大模型

通过改变加热温度和保温时间研究核电主管道用钢316LN奥氏体晶粒的长大规律。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,实验钢奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,且加热温度为1 200℃保温2h时出现混晶现象。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大。对实验数据进行非线性回归,建立了描述316LN钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型;通过对比实验值与计算值验证了模型的精度和可靠性。研究结果对确定316LN钢始锻温度和制订加热规范具有指导意义。

L415M钢级感应加热弯管过渡区管体的组织性能研究

对L415M感应加热弯管的过渡区管体组织和性能进行了研究。结果表明:弯管过渡区组织以多边形铁素体为主,并有少量珠光体。弯管过渡区管体的组织导致其屈服强度、抗拉强度和硬度都低于弯曲段。由于弯管过渡区组织的变化,它的硬度值出现很高的分散。过渡区管体组织中的粒状贝氏体的消减导致了硬度值的减小,而珠光体含量的增多又使硬度值增大,最终形成硬度值在过渡区先减小后增大。

热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能

为了研究热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能, 在一内径为50 mm、高800 mm床内充以多孔填料, 内插一根16 mm×2 mm的水 不锈钢热管的固定床反应器中, 用并流向上的热水和氮气进行传热试验研究. 研究结果表明: 传热量随气相速度ug 增大而增多, 在气相速度达到某一数值后, 气相速度对传热的影响不显著; 并采用最小二乘法拟合得到了试验条件下固定床鼓泡反应器床层与热管加热段管壁之间传热系数的经验计算式. 所得到的方程得到了热模试验的验证.

焊接热输入对X80管线钢及其焊管内焊缝粗晶区韧性的影响

利用焊接热模拟技术、材料力学性能检测和显微分析方法,对X80管线钢及其制管过程中内焊缝在不同热输入下粗晶区的韧性以及组织特征进行了研究。结果表明,对于X80管线钢母材粗晶区及其焊管内焊缝粗晶区,随着焊接热输入的增大,其韧性变化规律存在一定的差别。对于X80管线钢母材,其获得最佳韧性的热输入范围为10～20kJ/cm,此时的韧性值基本和母材保持在同一水平;当热输入大于20 kJ/cm后,其韧性呈下降趋势;当热输入大于35kJ/cm后,韧性急剧下降。而对于焊管内焊缝,当热输入处于17～35kJ/cm时,其粗晶区可获得最佳韧性水平;当焊接热输入小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,其粗晶区的韧性水平均有所下降。

12Cr1MoVG钢弯管热处理工艺对其组织性能影响

某机组12Cr1MoVG钢弯管后硬度偏低,分析认为是弯管热处理工艺不当所致,提出了加快正火冷却速度、延长回火保温时间的热处理工艺改善方法。通过理化检验,得到材料硬度与金相组织结构、材料力学性能之间的关系。