高强度CT110连续管环焊对接工艺

为了满足连续管在超长水平井中的作业需求,延长连续管使用寿命,解决连续管下入深度不足的问题,针对CT110钢级Φ50.8 mm×4.0 mm连续管,设计了合理的环焊对接工艺,并进行了焊接接头的检测评价。结果表明,该工艺下焊接接头的强度可达835 MPa以上,疲劳寿命达到母材的36%~50%,并具有良好的塑性及抗内压等力学性能,可满足现场施工需要。现场采用该焊接工艺,将两盘长度为4500 m、规格为Φ50.8 mm×4.0 mm的CT110连续管进行对接后在长庆油田某井中完成了水平井通洗井作业和首段射孔作业,均取得了良好的效果。

相变对管道环焊缝残余应力的影响

利用ADINA程序计算了管道环焊缝接头未考虑相变和考虑相变两种情况下的残余应力,有限元分析中考虑了材料热物理性能参数和力学性能参数的温度相关性。结果表明,考虑相变应力比未考虑相变应力,其外表面的轴向压应力值增加,内表面的拉应力值降低;外表面的环向应力出现压应力,内表面的拉应力值降低,最大拉应力的峰值区偏向近缝区。这说明相变应力对管道接头焊缝和近缝区有较大的影响。计算结果与实测结果基本一致,对焊接接头的金相组织分析也验证了计算结果。

城市输水用Q235B+304不锈钢复合管环焊焊接工艺

不锈钢复合管内侧为具有耐腐蚀性能的不锈钢,外侧为具有一定强度的碳钢,成为新一代环保型输水管。为了研究8 mm+2 mm厚城市输水用Q235B+304不锈钢复合钢管的环焊焊接工艺,试验选用合理的焊接材料及坡口形式等,获得了复合板与复合板、复合板与碳钢板的焊接接头。通过拉伸、冲击、弯曲试验评价两种焊接接头的力学性能;通过检测接头不锈钢焊道化学成分,评估复合管焊接接头内侧不锈钢焊道的耐晶间腐蚀性能。结果表明,所采用的焊接工艺获得的接头力学性能满足技术要求且富余量较大,复合管接头不锈钢焊缝获得了A+(5%~10%)δ组织,耐晶间腐蚀性能优异。

7A09铝合金搅拌摩擦焊环焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊方法对外径110 mm、壁厚17 mm的7A09-T6铝合金液压油缸进行了环焊试验,得到了内部无缺陷、成形良好的焊接接头,并对其进行了拉伸、硬度、金相组织等测试分析。结果表明:焊接接头的抗拉强度为359.81 MPa,可达母材的66%;焊缝组织分区明显,焊核区为再结晶等轴晶粒,明显细化,热影响区组织发生变形,并受热粗化。焊接接头硬度分布呈"W"形,焊核区顶部硬度达到了母材硬度,前进侧的热影响区处硬度最低。

基于边界方向直方图的激光环焊焊缝表面缺陷检测

针对汽车喷油器接杆的激光环焊焊缝图像,提出了一种基于边界方向直方图的缺陷检测方法。通过设定门限的方法对待测图像进行分割,再对分割后的图像提取边界点;采用边界方向直方图表示目标的边界方向特征,并采用边界点的不同梯度方向上的灰度平均值表示目标的边界灰度特征,两者结合能有效地描述目标的形状轮廓信息,准确地识别出焊缝图像中的正常收焊点和焊缝缺陷。实验证明:这种基于边界方向直方图的缺陷检测方法具有令人满意的准确性。

大口径油气管道环焊技术的进展及在宝钢的应用

介绍了当前管道工业的发展及管道焊接技术的进展情况,并阐明了管道全位置下向焊接技术的特性。管道环焊缝是由根焊、热焊、填充焊、盖面焊等不同焊道组成。对常用的手工焊、半自动焊和自动焊接方法在管道环焊缝不同焊道焊接时的应用以及各自特点做了介绍,还对焊接材料的选用、焊接设备的选型作了描述。宝钢钢管厂大口径直缝埋弧焊管(UOE)项目即将投产,投产后大口径焊管产品使用技术的研究势在必行,宝钢应尽快开展大口径UOE焊管的环缝焊接技术的研究,为将来的推广应用提供必要的技术支撑。

管道环焊的力学性能预测

采用增加动量因子的改进型BP神经网络模型,开发了适用于管道施工的焊材和焊缝区金属的力学性能预测程序,并集成于管道焊接工艺设计的专家系统中。测试结果表明,该程序的预测结果满足焊接工艺评定要求,将为管道焊接提供有益的指导。

大管径、高钢级天然气管道环焊缝焊接技术

唐山LNG外输管道是与规划建设中的中俄东线天然气管道、涿州—永清天然气管道等项目的互联互通工程,管道沿线主要地貌为沿海滩涂、连片鱼塘、水网、软土地基、果园和农田等,该工程采用了单管自重超过10 t、外径1 422 mm、X80钢级管道,焊接施工难度大、质量要求高,以往的半自动、手工焊等环焊工艺不能完全满足工程的需要。为此,基于X80钢管的环焊接头技术要求,结合该工程地貌特点和施工人力资源情况,提出了以管道环焊缝自动焊为主要焊接方法的环焊缝焊接工艺方案,并设计、确定了焊接坡口形式,优选了焊接材料和焊接设备,拟定了焊接施工管理措施。焊接工艺评定结果表明:所提出环焊缝焊接工艺获得的焊接接头、强度、韧性、硬度、低倍金相等理化性能试验结果均满足相关标准和设计的要求。该工程项目现场焊接实践证明,采用所提出的环焊缝焊接工艺进行焊接施工,焊接质量优良、施工效率高,从施工质量管控过程中总结出的质量管控关键点,可以为后续油气管道工程建设的焊接施工管理提供借鉴。

海洋钻井隔水管环焊焊接工艺的研究

为了提高海洋钻井隔水管环焊焊接质量和效率,以4130调质钢隔水管为研究对象,制作了焊接试样,制定了环焊焊接工艺规范,并进行了焊接工艺试验,最后对焊接试样进行了力学性能和无损检测。通过检测发现,采用该焊接规范所焊4130调质钢隔水管焊接接头的力学性能达到了相关标准的要求,宏观腐蚀观察结果合格,MT和UT探伤也未发现超标缺陷。结果表明制定的焊接规范合理可行。

连续油管环焊温度场及残余应力场数值分析

采用有限单元法,初步模拟了连续油管环焊温度场及残余应力场的分布情况。结果表明,在焊接过程中,焊缝附近温度梯度很大,在远离焊缝的地方温度梯度渐渐趋于平缓;随着焊接热源的移动,温度中心也随之移动,最高温度可达母材的熔点;在每一道焊接结束后,温度迅速下降,越接近层间温度,降温所用的时间也越长。焊后残余应力主要分布在焊缝附近,管体其他部位应力很小,只有几十兆帕;最大残余应力在焊缝壁厚的中心位置,其值为592 MPa,应力值较大,建议采用相关热处理技术来消除焊缝处的残余应力。

SU304/Q235B不锈钢复合管环焊及补焊工艺研究

针对SU304/Q235BΦ820 mm×8(6.7+1.3)mm不锈钢复合管生产制造过程中内外断弧补焊、烧穿补焊、管内304不锈钢覆层损伤堆焊以及管道建设施工环缝焊接进行工艺试验研究。通过试验分析,采用的U形坡口GTAW+SMAW环焊、内外断弧SMAW补焊、烧穿SMAW补焊及覆层GTAW/SMAW ERNiCrMo-3堆焊工艺,均可使焊缝理化性能达到标准要求,且抗腐蚀性能良好。同时,对不同焊接坡口、焊接工艺及错边量对焊缝组织及性能影响进行了对比研究,进一步掌握了不锈钢复合管熔焊关键技术,对实际生产及管道施工提供参考。

提高对接环焊管道抗应力腐蚀开裂性能

分析管道对接环焊残余应力产生机理与分布规律 ,介绍了调整和改善焊接残余应力分布的工艺方法 ,通过降低管道内表面残余拉伸应力值 ,甚至使其产生压缩应力 ,可有效地提高管道抗应力腐蚀开裂性能。

X60级输油(气)管线钢环焊接头的断裂韧性

本文对两种X60级输油(气)管线钢环焊接头在系列温度下的断裂韧性(COD)进行了试验研究,对影响断裂韧性的显微组织因素进行了分析讨论,对用COD值来评定管线钢及其焊接接头的韧脆转化能力进行了探讨。

基于结构应力法的环焊结构S-N曲线分析

工程上多采用△F-N曲线来预测环焊的疲劳寿命,但耗时费力且不具普适性,为改进上述不足,提出了一种环焊试件疲劳寿命评估的S-N曲线.采用多种试件进行拉剪疲劳试验得到疲劳寿命,利用壳单元、梁单元以及刚性rigid单元建立环焊有限元模型,根据结构应力法计算拉剪载荷下环焊结构应力,以焊核处的应力范围△σs为纵坐标,试验寿命N为横坐标,采用两参数对数模型,以最小二乘法对疲劳数据线性拟合得到环焊疲劳寿命评估的S-N曲线方程.结果表明,数据点大都位于5倍寿命范围内,其预测寿命较为接近试验真实寿命,能够为环焊结构的寿命预测提供一定的参考.

超精过滤器壳体的环焊工艺及其专机研制

超精过滤器壳体是某机械厂生产的一种重要产品。针对其壳体人工环焊时存在"质量差效率低"等问题,笔者指导机修专业班学生们运用所学专业知识对其进行生产工艺攻关,研制出环焊专机,保证了加工质量和提高了生产效率,收到良好的经济效益和教学效果。

基于视觉感知管道环焊机器人

为了保证管线钢全位置焊接过程的稳定及良好的焊接质量,采用IGBT逆变式弧焊机对基于视觉感知管道环焊机器人系统的焊接电源进行了配置,并利用开发的管道环焊机器人对管线钢进行了焊接工艺实验,研制出一套可行的焊接工艺参数及控制参数。实验结果证明,实际焊接时管道环焊机器人的焊接参数稳定,焊枪能够准确地跟踪焊缝,并自动完成全方位焊接。焊缝的质量完全满足管线钢焊接工艺要求。

面向核燃料棒管TIG环焊真空室的研制

针对核燃料棒管TIG环焊的工艺特点和技术要求,研制了环焊加工所必需的关键产品———真空室。采用筒式变形体作为夹具,实现不同规格棒管零件的弹性装夹,避免了因夹紧力过大而造成零件变形的失效;采用真空腔与焊接腔分开设计方案,使得设备的加工、安装与维护非常方便;采用步进电机驱动和同步带传动,实现了棒管环焊时真空室同步旋转和移动的精确性,提高了棒管的焊接质量。该产品已经投入到实际生产中应用,不仅零件的加工质量较高,而且产品的维护十分方便。

采用不同锰含量冷作0Cr18Ni10Ti薄壁不锈钢管钨极氩弧环焊试验

采用锰含量为1.27%,1.35%和1.44%的三种冷作0Cr18Ni10Ti薄壁不锈钢管与锰含量为1.35%的冷作0 Cr18 Ni10 Ti不锈钢端塞进行钨极氩弧环焊,研究了不锈钢中锰元素含量的不同对环焊缝质量的影响。结果表明,在相同焊接条件下,锰元素含量为1.44%的薄壁不锈钢管与端塞环缝焊接的金相性能最好,焊接参数选择合适,锰元素含量增加到1.44%,会显著改善环焊缝金相性能,有效避免焊接裂纹等缺陷的产生,同时获得合格焊缝熔深。适当增加冷作0Cr18Ni10Ti薄壁不锈钢管中锰元素的含量,可明显改善钨极氩弧环焊缝质量。

不锈钢管自动非熔化极惰性气体钨极保护焊环焊工艺研究

针对不锈钢轨道客车空调冷凝水排水管与车顶及底架的焊接,以及底架制动管路之间的焊接问题,开发了自动非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG)环焊工艺,解决了焊接密封性问题。探索管-管自动TIG焊工艺在不锈钢轨道车辆管道连接中应用的可行性,开发了管-管对接夹具及机头,研究了不锈钢钢管对接焊接工艺参数选定,以及焊接接头组织特征及性能,为不锈钢轨道客车焊接新工艺的制定提供参考依据。

不锈钢导管环焊的组织与性能

环焊是近几年开发的一种新型高效管路TIG焊方法。通过不同规格管材的焊接试验,研究了奥氏体不锈钢导管的环焊工艺,焊缝组织与性能,确定了焊接工艺方法和常用规格导管的工艺参数,对今后生产类似零件有一定指导作用。