高温高压水环境对核308L异种焊缝金属疲劳寿命影响的研究

研究了在高温高压水环境中接管安全端部件308L焊缝金属的疲劳性能,获得在不同应变幅值条件下材料的低周疲劳寿命,分析试验数据与ASME规范平均疲劳曲线的关系,揭示了308L焊缝金属考虑环境因素的疲劳寿命的影响规律,并评价了不锈钢材料环境疲劳校正因子(F en)的适用性。

大径管异种金属焊缝超声相控阵检测技术

为解决奥氏体不锈钢晶粒粗大导致的异种金属焊缝超声检测信噪比差,缺陷定量不准确等问题,通过数值模拟和实际检测效果分析,确定了最佳的超声相控阵检测参数,采用制定的相控阵检测工艺对加工有预制缺陷的异种金属焊缝明测试块进行检测。试验结果表明:对于大部分面积型缺陷,从焊缝两侧均能检出,但部分具有方向性的缺陷仅能在焊缝的缺陷侧检出,对于气孔缺陷,检出效果较差。

田湾核电站蒸汽发生器异种钢焊缝缺陷处理

根据国外VVER机组蒸汽发生器接管异种钢焊缝缺陷的经验反馈,本人在某核电站OT113大修期间对1号机组4台蒸汽发生器接管的异种钢焊缝进行了检测,发现了7条焊缝存在超标缺陷显示。其产生的主要原因是碳钢侧焊缝位置发生了电偶腐蚀。根据编制的维修方案,除切割了原异种钢管接头,并更换为带过渡段的管接头外,还针对异种钢焊缝制定了一系列的管控和检查措施,消除了影响蒸汽发生器稳定运行的潜在风险。

相控阵超声检测在超超临界机组异种钢焊缝上的应用

异种钢焊接接头在超超临界机组中广泛应用,而异种钢焊缝质量影响整体结构的安全,焊缝中如存在危害性缺欠对质量影响很大,因此要重视焊缝结构的安全性能,并对焊缝质量进行严格检测,对此提出异种钢焊缝相控阵超声检测方案,以解决异种钢焊缝在非不锈钢侧熔合线处产生的微裂纹的检测问题。

异种铝合金搅拌摩擦焊与MIG焊焊缝的腐蚀性能对比

在室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中,通过动电位极化曲线测试,电化学阻抗谱(EIS)试验,静态失重试验,对铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG异种焊缝的腐蚀性能进行了对比。结果表明:FSW异种焊缝与MIG异种焊缝、两种母材相比,腐蚀电位Ecorr最大,腐蚀电流密度和平均腐蚀速率最小,极化电阻Rp最大。同时使用扫描电子显微镜(SEM)对失重后试样的表面形貌进行了观察,发现FSW异种焊缝表面平坦均一,而MIG异种焊缝表面比较粗糙。

异种金属焊缝超声爬波检测技术

为了有效解决核电厂异种金属焊缝表面、近表面缺陷的检测问题,开发了一种新型的超声爬波检测技术,并对其性能进行了试验验证。结果表明,采用超声爬波技术能有效检测出异种金属焊缝表面、近表面存在的类似液体渗透检测所发现的线性缺陷,能有效确定缺陷深度、长度和高度。超声爬波检测技术的有效覆盖深度达到0～9mm,能有效检测出焊缝中存在的当量面积大于3mm2以上的平面性缺陷,实现了对自身高度大于2mm的平面性缺陷高度尺寸的精确测量。

长期服役后TP304H/T22型异种钢焊缝失效原因分析

某电厂进口亚临界锅炉在检修中,发现高温过热器出口管段TP304H/T22型异种钢焊缝从内壁开裂。通过对失效异种钢管样的宏观形貌、规格尺寸、化学成分、显微硬度、显微组织等方面的分析,得出结论:裂纹从内壁的焊接内衬环与母材的未熔合位置起裂,并向焊缝内部扩展;焊缝及两侧母材的规格尺寸、化学成分、显微硬度和显微组织均符合要求;焊接衬环与母材的未熔合界面具有应力集中效应,是异种钢焊缝在设计寿命前开裂的主因。检测试验发现,射线检测和超声相控阵检测均无法有效检出此类裂纹。

高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝失效机理

通过裂纹宏观形貌、硬度试验、裂纹微观形态等分析,研究了1 900 t/h锅炉高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢安装焊缝运行8 000 h断裂失效机理。结果表明:取消焊前预热及焊后热处理,将造成焊缝及热影响区产生淬硬马氏体组织,粗晶区晶粒严重粗化,晶界弱化;在高温运行温度下,焊接残余应力及管内蒸汽运行压力下,在焊缝与粗晶区界面处产生应力集中,随着外加应力塑性增加,在焊缝与粗晶区界面粗晶界产生裂纹。再热裂纹是造成高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝断裂失效的主要原因。

12Cr1MoVG高温管道中异种钢焊缝引起的局部热应力

某12Cr1MoVG蒸汽管道非正常地采用了奥氏体不锈钢焊缝,高温工作条件下此焊缝局部区域可能存在较高的热应力,为管道安全运行带来隐患。分别采用弹性和弹塑性有限元方法,对局部热应力进行了分析。分析发现仅局部热应力就会引起整个焊缝和母材上的邻近带状区域发生屈服,且不能满足静载强度条件。简化的热循环计算表明,焊接接头会存在热棘轮现象。以弹性安定性为判据得到的管道使用温度上限为250℃,而标准中对异种钢之间焊接接头370℃的使用温度限制并不适用于本文同材质钢管之间的异种焊缝。

主蒸汽管道异种钢焊缝断裂失效分析

150 MW级火电厂主蒸汽管道异种钢对接焊缝在运行中发生断裂。通过宏观断口分析、显微组织检验及合金元素含量测定等试验方法对断裂焊接接头进行了综合分析。分析结果表明:使用奥氏体不锈钢作为WC9-P91异种钢焊缝的主要焊接材料、焊接接头熔合区内产生高硬度的脆化层及焊缝中存在大量未焊透和未熔合等超标缺陷是WC9-P91异种钢接头发生脆性断裂的根本原因。

Inconel690与06Cr18Ni11Ti异种钢插套角焊缝自动焊接缺陷分析及对策

针对核电站稳压器Inconel690/06Cr18Ni11Ti异种钢插套型式角焊缝自动TIG焊试验中出现的焊缝根部未焊透、表面咬边、焊塌问题,开展缺陷影响分析、成因判定及缺陷防止措施验证研究。结合两种材料的冶金特点、焊缝结构形式、自动焊电弧特性等改进各工艺要素,总结不同缺陷形式的应对措施,最终消除此类缺陷。提出的处理措施及对策对于核电站类似材质及结构型式焊缝的焊接及维修具有指导作用和借鉴意义。

异种钢焊缝中的Ⅱ型边界组织及其影响

综述奥氏体与非奥氏体异种钢焊缝中的Ⅱ型边界组织及其影响。结果表明,在异种钢焊缝过渡区出现了一种平行于熔合线方向伸展的Ⅱ型边界组织。温度条件和晶体结构条件是Ⅱ型边界形成的必要条件,而转变的驱动力是该组织形成的充分条件,二者缺一不可。Ⅱ型边界是一组弱而近似平面的界面,一旦遭遇充氢,熔合边界上的马氏体就可能产生氢致裂纹。Ⅱ型边界的存在也是这类焊缝发生剥离的必要条件,接头的工况条件等则是剥离的充分条件。对于Ⅱ型边界组织引起的焊接裂纹和焊件剥离,必须搞清裂纹的性质与原因,然后采用针对性的工艺措施。

核电站压力容器接管端异种金属焊缝超声检测计算机仿真及实验研究

利用接管安全端异种金属焊缝显微组织分析结果对该焊缝进行了超声检测物理分析。通过CIVA软件对该焊缝进行了计算机超声检测仿真模拟,开发了焊缝超声检测的检测工艺,利用模拟试块实验对仿真结果和检测工艺的可靠性进行了实验验证。实验数据表明超声仿真模拟能够得到所需的探头参数及不同角度探头的定位精度,模拟试块实验有效验证了仿真模拟结果,并证明了检测工艺的可靠性。该文对核电站接管安全端异种金属焊缝进行了焊缝物理特性分析,包括异种金属焊接接头组成,焊缝及母材显微组织分析,焊缝组织对超声波衰减影响分析等,根据分析结果及该类型焊缝的检测特点。

异种钢焊缝缺陷分析及安全性评定

本工作按照ASME BPVC第Ⅺ卷附录C和附录H对异种金属焊缝进行了分析和评定。同时,对附录C进行了工程应用开发,并选取典型管道建立外表面缺陷评定图,用该评定图对异种金属焊缝进行了评定。该评估方法可直接用于评定在役检查中发现的缺陷,而不需额外的断裂力学知识,为使用者提供了方便简捷的工程实用方法。

异种钢焊缝中熔合区裂纹与低氢工艺的关系

采用斜Y形缺口裂纹等试验方法,探讨了异种钢焊缝中熔合区裂纹与低氢工艺的关系。结果表明,在奥氏体与非奥氏体异种钢焊缝中,发现了一种沿熔合线分布的氢致冷裂纹。当冷裂纹的三要素集中于异种钢焊缝熔合区时,该区域则成为接头的薄弱环节,极易形成裂纹。在影响因素中,熔合区组织特性是裂纹产生的必要条件,应力水平和氢的分布特征则是充分条件。低氢工艺的选用原则即"合于使用"原则。焊接工艺与裂纹之关系,实质上反映的是焊缝中氢和应力与裂纹间的关系。

核电管道异种钢焊缝缺陷安全性评定及规范比较

应用了3个安全评定标准(ASME第Ⅺ卷、GB/T 19624—2004和BS 7910—1999)对秦山第三核电有限公司1号机组应急堆芯冷却系统和停堆冷却系统管道内的异种钢焊缝缺陷进行了安全性评定.3个标准的评定结果基本一致,都认为焊缝缺陷不会引发脆性断裂,缺陷扩展不会对管道安全运行构成威胁.介绍了3个标准的评定方法、评定结果及其差异.

异种钢焊缝中的熔合区裂纹

Cr30Ni10型+LZ60焊条焊接易淬火钢时,在异种钢焊缝金属中发现了一种特殊的裂纹———熔合区裂纹。本文研究了这种裂纹的生成条件及其影响因素,提出了有效防止裂纹发生的低氢优化工艺。

中碳合金钢的异种钢焊缝焊接工艺及焊接材料

本文介绍了异种钢焊缝焊接工艺特征及对钢焊接性的影响，探讨了中碳合金钢的异种钢焊缝焊接材料的选择及影响因素，评述了中碳合金钢异种钢焊缝焊接工艺的应用。结果表明，中碳合金钢的异种钢焊缝组织特征，与同质焊缝有很大的不同，底层焊缝熔合区的显微组织最复杂，不同的工艺方案对底层焊缝熔合区裂纹的影响迥异，异种钢焊缝对焊接HAZ组织遗传现象不太敏感。底层焊缝材料的选用，应当考虑抗裂性、焊缝金属的热膨胀系数，以及焊缝不形成全奥氏体或马氏体组织，填充材料选用高强、高韧性低匹配型同质焊材，工艺条件的变化可以明显改善接头焊接性。异种钢焊缝焊接材料和工艺方案（工件预热150℃＋焊后缓冷），在掘进机滚筒结构应用，各项性能指标符合技术要求，产品井下运行报告显示，其使用寿命超过日本同类产品。

P22与P91异种钢焊缝冲击韧性试验研究

对P22和P91异种钢焊接材料的选择进行分析,选用与P91钢相匹配的焊接材料在不同热处理参数下进行焊缝冲击韧性试验。通过试验,验证了P22和P91异种钢焊接焊缝在-20℃时,处于完全的脆性状态。

控制棒驱动机构异种金属焊缝超声技术

控制棒驱动机构(CRDM)通过调整控制棒组件的位置,达到控制反应堆裂变反应速率,是核反应堆中重要的设备之一。奥氏体粗晶材料的声学特性使得异种金属焊缝的超声检测难度较大,利用双晶纵波检查技术开展了CRDM钩爪壳体—顶盖贯穿件异种金属焊缝超声检验。试验结果表明,双晶纵波检查技术可有效检出控制棒驱动机构异种金属焊缝中的缺陷,检测结果满足要求,且双晶纵波检查技术检测效率优于射线检测技术。