硅含量对9Cr-1.5W钢在550℃下蠕变性能的影响

在550℃下对硅质量分数分别为0.34%,0.60%,0.90%的9Cr-1.5W钢进行拉伸试验以及不同应力下的蠕变试验,研究了硅含量对试验钢高温拉伸性能和蠕变性能的影响。结果表明:随着硅含量的增加,试验钢在550℃下的屈服强度和抗拉强度均降低,但断后伸长率增大,应变硬化指数先升后降,含质量分数0.60%硅的试验钢具有最大的应变硬化指数;含质量分数0.60%硅的试验钢在不同应力下均具有较长的蠕变时间,表现出最佳的高温蠕变性能,应力指数最小,最小蠕变速率对外加应力敏感性最低;试验钢的蠕变行为均受位错攀移控制。

9%Ni锻造钢管焊接接头性能研究

针对用于海上油气平台的9%Ni锻造钢管,通过无损检测、力学性能测试及硫化物应力腐蚀试验对焊接接头进行测试,并对比了其在不同浓度硫化氢气体下的腐蚀行为。结果表明,采用TIP TIG焊方法并保持层间温度在150℃以下,能有效保证焊缝的低温力学性能与在微量硫化氢环境中的抗腐蚀能力,但在高浓度硫化氢环境中焊缝发生断裂失效。

热处理对9Ni钢焊接接头低温性能的影响

针对天然气罐用9Ni钢及其焊接接头在低温条件下塑韧性恶化问题,研究9Ni钢经手工电弧焊后,调质热处理(QT)和两相区热处理(QLT)工艺对焊接接头低温性能的影响规律。结果表明:QT热处理优化方案为淬火温度800℃、回火温度570℃,其热处理过程淬火温度对9Ni钢低温性能的作用主要是由裂纹扩展功完成,回火温度对9 Ni钢接头低温性能的作用是由裂纹形成功来完成;QLT优化方案为淬火温度800℃、中间淬火温度670℃、回火温度570℃,其淬火温度对9Ni钢低温性能影响很少,中间淬火温度对9Ni钢材焊接接头低温性能影响主要由裂纹扩展功完成,回火温度对9Ni钢接头低温性能的作用主要是由裂纹扩展功完成。

9Ni钢手工电弧焊焊接接头组织与性能研究

针对运输船用9Ni钢,研究手工电弧焊焊接工艺下9Ni钢焊接接头的组织与理化性能。组织分析表明,手工电弧焊下9Ni钢的焊缝组织由奥氏体和析出相组成,结晶形态为规则树枝状晶,且方向性较明显;焊接热影响区组织由板条马氏体组成,焊接粗晶区板条马氏体组织分布较均匀,偏析较分散,强韧性和机械性能不错。化学成分分析表明,9Ni钢板焊缝的化学成分与母材匹配性良好。焊接理化性能试验表明,手工电弧焊下焊接接头的低温韧性等性能满足标准要求,结合理论性能及断口分析,手工电弧焊焊接接头的低温韧性表现良好。

激光冲击强化9Cr18钢及协同制备表面微坑研究

目的探索9Cr18钢经激光冲击强化后,二次激光冲击制备表面微坑的可行性和相关工艺。方法利用不同工艺参数对9Cr18钢试样进行单点冲击,使用激光共聚焦对单点冲击诱导的微坑进行轮廓形貌检测,使用显微硬度仪测量微坑区域的硬度;通过激光冲击对9Cr18钢进行全覆盖表面强化,并进行二次激光冲击,以制备表面微坑。结果对于单点冲击,表面凹坑深度随着激光冲击能量的增大而增大,并非呈线性增大。当冲击能量为12 J时,凹坑深度达到38.39μm。对于同能量单点双次冲击,其凹坑深度比单点冲击大。当冲击能量为12 J时,双次冲击深度最大达到49.05μm。在能量梯度叠加冲击时,以6 J为第1次冲击能量,将第2次冲击能量提高到12 J,此时凹坑深度达到58.61μm。对于不同脉宽冲击,在脉宽为26 ns时,不同能量冲击的凹坑深度均达到最深。经激光冲击强化后,采用不同能量进行二次冲击,在能量为12 J时凹坑深度为19.79μm。采用不同脉宽进行二次冲击,在脉宽为22、26 ns时,凹坑深度为13.61μm。结论表面微坑的深度随着能量、脉冲宽度和冲击次数的增加而增加;表面微坑的硬度随着能量和次数的增加而增大,硬度随着脉宽的增加呈先减小后增大的趋势;采用激光冲击工艺协同处理,可以强化9Cr18钢表面,并制备出一定深度的微坑,可为激光冲击对9Cr18钢的强化及表面织构化提供理论指导和工艺基础。

低温管线用9Ni钢焊接接头腐蚀条件及性能研究

9Ni钢是一种具有在极低温度下韧性好、抗压性能强、强度高等特点的低碳调质钢。文中试验材料为ENiCrMo-4型镍基焊丝,采用手工钨极氩弧焊焊接9Ni钢,对获得的无损检验和力学性能测试均满足标准和项目要求的焊接接头进行酸性环境的腐蚀研究。文中基于工程项目管线服役环境的介质条件,采用2种腐蚀条件对焊接接头进行氢致开裂试验和硫化物应力腐蚀开裂试验研究。研究结果表明:9Ni钢焊接接头在NACE MR0175标准溶液(φ(H_(2)S)99.5%)腐蚀条件下,氢致开裂试验试样和硫化物应力腐蚀开裂试验试样均出现开裂现象;9Ni钢焊接接头在拟合腐蚀介质(φ(H_(2)S)0.8%)条件下,硫化物应力腐蚀开裂(SSC)试验试样和氢致开裂(HIC)试验试样均无开裂现象。

海洋平台9Ni钢手工氩弧焊和全自动氩弧焊工艺研究及对比

9Ni钢在LNG储存和运输设备上有大量的使用经验,但在海洋平台低温高压并兼有耐蚀要求的工艺管线焊接中却鲜有应用。文中针对9Ni钢在海洋平台高压、低温、耐蚀工艺管线中的使用开发了手工氩弧焊和全自动氩弧焊2种焊接工艺,对2种焊接工艺获得的焊接接头开展相关力学性能及腐蚀性能测试,均满足技术要求。全自动氩弧焊焊接效率高,线能量较低,焊工劳动强度低,适用于预制口的焊接;手工氩弧焊操作灵活,适用于海洋平台现场口的焊接。

新型冷作模具钢9Cr5Mo2V不同热处理下的性能研究

以新型冷作模具钢9Cr5Mo2V为研究对象,通过淬回火温度对硬度的影响规律,选出5种不同的热处理工艺,对比不同工艺下模具钢的横、纵向冲击韧性、抗弯强度和耐磨性能,并与7Cr5Mo2V钢进行对照。结果表明,9Cr5Mo2V钢在1030℃淬火、520℃回火热处理下具有极佳的硬度(63.6 HRC)和耐磨性能(260.16 min/mm3);970℃淬火、520℃回火热处理后,其纵向平均冲击功最高,达62.83 J;经970℃淬火、210℃回火热处理后,9Cr5Mo2V钢具有优良的抗弯性能,纵向抗弯强度为3621.9 MPa。9Cr5Mo2V钢的纵向冲击功和抗弯强度均高于横向的纵向冲击功和抗弯强度。

面向9%Ni钢大型储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备

提出一种面向9%钢大型LNG储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备,旨在解决LNG储罐立缝位置的焊接难题。采用窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺,将钨极打磨成非轴对称的尖端,通过电机控制钨极旋转,使电弧周期性加热窄间隙坡口两侧,有效解决了侧壁熔合问题。为配合该工艺,设计了新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪,具备无线回转导电、自动送丝和双路气保护功能。同时,提出了一套适用于LNG储罐立缝位置的自动焊接设备,包括真空吸附的挂壁小车和焊接小车。在实验室搭建了全套试验装备,包括焊接小车、全自动送丝机、焊接电源等,控制焊枪立缝位置的焊接行走,防止9%Ni钢磁化,同时保证焊接过程的稳定。对24 mm厚9%Ni钢进行单层单道的焊接试验和窄间隙坡口对接试验,验证了新工艺能够解决厚板窄间隙焊接中侧壁熔合的问题,并且由于电弧循环旋转,对熔池具有搅拌作用,焊缝表面成形平滑美观。该研究为LNG储罐立缝的自动高效焊接提供了技术和装备支持。

析出相及夹杂物对L80-9Cr钢耐蚀性的影响

通过电化学测试和FeCl_(3)点蚀试验,研究了Cr_(23)C_(6)析出相及Al_(2)O_(3)夹杂物对L80-9Cr钢耐蚀性的影响。结果表明:Cr_(23)C_(6)在原马氏体板条束内的析出聚集增大了小角度晶界处的晶格畸变程度,使其具有较高的电化学活性,导致材料耐腐蚀性能降低;另一方面,Cr_(23)C_(6)析出导致周围贫Cr区的形成,增大材料的点蚀倾向;此外,Al_(2)O_(3)夹杂物的存在也为点蚀萌生与发展提供有利位置,两者的共同作用导致L80-9Cr钢的严重点蚀。

9%Ni钢焊接技术及其焊接材料的研究现状

9%Ni钢是液化天然气(LNG)存储容器制造的主流材料,其焊接材料的选用及焊接技术是LNG存储容器的制造难点和关键点,备受关注。本文综述了不同国家9%Ni钢及其焊接材料的化学成分、力学性能等规范要求,详细分析了9%Ni钢的焊接性、焊材材料和焊接方法选用原则及焊接控制要点,并讨论了9%Ni钢焊接材料和焊接技术的发展前景。

大型LNG储罐9%Ni钢焊接质量控制探讨

以国内在建的22万m~3大型LNG储罐为例,阐述了9%Ni钢焊接的质量控制要点。对9%Ni钢焊接的母材控制、焊材管理、焊接方法、焊评,以及无损检测等要素进行了质量控制分析,简要对比了9%Ni钢手工电弧焊和全自动TT焊接的优缺点、易产生的缺陷和预防措施,对焊接过程质量控制进行了总结分析。结果表明:控制手工电弧的焊接热输入是防止裂纹产生的重要措施,手工电弧焊焊接9%Ni钢时,应尽可能采用多层、多道焊接,且层间温度控制在100℃以下;全自动TIPTIG焊接(相比手工电弧焊),焊缝外观优美,焊接一次合格率更高,焊接过程的工艺参数可追溯性强,焊接产生的烟尘少,改善了焊工的职业健康。

9Ni钢焊接接头弯曲试验开裂分析

针对弯曲试验中9Ni钢焊接经常发生焊接接头试样开裂,焊接接头的质量不满足LNG液货罐产品的建造标准要求的问题,对9Ni钢焊接工艺进行改进,通过系列焊接试验,找出弯曲试样开裂的原因并制定相应的改进对策,将改进后的焊接工艺用于试板焊接,试板焊接接头的各项力学性能满足规范要求,且附加的侧向弯曲试样弯曲后也没有出现开裂缺陷。将新焊接工艺应用于9 500 m^(3)LNG运输船C型液货罐的焊接,所有焊接试板均选用10 mm厚的侧弯试样弯曲检测合格,9Ni钢的焊接质量获得了船级社认可,侧弯试样的使用使焊接试板的长度尺寸缩减了一半,既提高了检测效率又节省了试验材料。

热处理工艺及Nb微合金化对9Ni钢组织性能的影响

为了适应LNG燃料罐、储罐使用需要,对9Ni钢进行冶炼、轧制关键工艺控制,研究两相区热处理工艺及Nb微合金化对组织性能的影响。结果表明,随着亚温淬火温度的升高,屈服强度、抗拉强度、屈强比先降低后升高。随着回火温度的升高,屈服强度与抗拉强度逐渐降低,伸长率升高;当回火温度为600℃时,屈服强度与抗拉强度达到最低值,伸长率达到最高值。亚温淬火态组织呈现大、小晶粒并存状态,有助于降低钢板屈强比。Nb微合金化9Ni钢板成品组织主要为回火索氏体组织及3%~8%残余奥氏体。0.015%Nb的加入使9Ni钢平均屈服强度提高约50 MPa,抗拉强度提高约40 MPa,-196℃横向夏比V型冲击吸收能提高约40 J。

储罐9%Ni钢纵缝自动焊接技术应用分析

对比分析目前国内外大型LNG储罐内罐常见的焊接方式及储罐现状,介绍SMAW(Shielded Metal Arc Welding)、FCAW(Flux Cored Arc Welding)及TT焊(TIP-TIG)的优缺点。根据试验发现,TT焊工艺对9%Ni钢焊缝成型好,过渡圆滑、鱼鳞纹规则且余高较小,热影响区宽度小,枝晶分布均匀,焊丝(条)熔敷率高、坡口较多为U型,且通过已在东部沿海某试运行的LNG储罐可知,其试运行稳定,并已投入使用。

LNG储罐9%Ni钢焊接技术的发展及应用研究

焊接9%Ni钢板是LNG储罐建造过程中至关重要的一个环节,焊接质量的高低将直接影响LNG储罐使用的安全性,因此,研究9%Ni钢的焊接性和焊接方法尤为重要。文中介绍了9%Ni钢焊接热裂纹、冷裂纹、磁偏吹及焊接接头低温韧性产生的原因及实际焊接过程中的预防措施,着重分析了9%Ni钢焊接中常见的3种弧焊方法技术应用现状,展望了LNG储罐自动焊装备与自动焊技术的优势及发展趋势。

超低温压力容器用9Ni钢的冶炼生产实践

介绍了某钢厂采用120 t转炉→LF炉→扒渣/捞渣→LF炉→VD炉→板坯连铸工艺生产超低温压力容器用9Ni钢的冶炼实践情况,采用转炉+LF炉脱碳脱磷工艺,控制转炉出钢w[P]≤0.009%、w[C]≤0.05%,炉后平均脱P率74.3%,平均脱碳率51.2%,生产过程中,P的控制难度相比C的控制难度大。采用扒渣工艺下钢水的平均返磷率为16.89%,而捞渣工艺下钢水的平均返磷率为22.61%,扒渣工艺下钢水的返磷率低,但生产节奏长15~20 min,钢水量损失平均增加3.1 t/炉。镍板由转炉废钢槽加入调整为全部由LF炉加入后,Ni平均收得率提高了3.74%。通过对生产工艺的优化,中间包钢水P、S、N、T. O、C满足内控要求,钢水纯净度高,铸坯低倍中心偏析达到C类1.0~1.5级,表面质量良好,轧制钢板在-196℃下性能优良。

LNG储罐9Ni钢焊接接头射线检测试验研究与工程应用

9Ni钢具有良好的机械性能、可焊性以及低温韧性,已广泛应用于LNG低温储罐。但由于LNG储罐焊缝余高的存在,9Ni钢材料的焊缝和母材对射线的吸收性不同,常规胶片技术的底片质量往往难以满足标准要求,给射线检测带来很大的困难。文章通过对数字射线技术和常规胶片技术进行成像效果比对与分析,得出了数字射线技术的成像质量优于胶片技术的结论,再通过合理的工艺设置,成功解决了9Ni钢焊接接头检测难题。此外,文章还以某容积为20万m 3的LNG低温储罐为例,对数字射线技术在LNG安装工程项目中的应用情况进行了介绍,应用结果显示,数字射线技术在成像质量和检测工时两个方面具有显著优势,有望得到进一步的推广应用。

LNG储罐9%Ni钢TIP-TIG立焊接头组织及性能

采用新型TIP-TIG(简称TT)全自动焊对LNG储罐内罐用9%Ni钢进行焊接,利用电子显微镜、X射线衍射对显微结构进行表征,揭示TT焊焊接头韧性和强度得到改善的原因。结果表明,TT焊热输入量小、焊接过程稳定、焊接工艺参数波动小,使焊接接头成形良好,熔合比小。焊缝组织主要为晶粒细小的奥氏体,元素脱溶析出较少,所以避免由于夹杂物引起引力集中而形成孔洞形核,提高了接头韧性。随着该焊接方法相应设备自动化程度的提高,在焊接效率上能够进一步追平手工电弧焊,TT焊具有显著的优势,可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。

高锰钢和9Ni钢在模拟海水中的应力腐蚀行为对比研究

为了研究一种新型海工用高锰钢的耐海水应力腐蚀性及其腐蚀机理,采用慢应变速率拉伸(SSRT)测试了高锰钢和9Ni钢在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,对比研究了试样的显微组织、电化学行为、SSRT性能、断口形貌特征和裂纹扩展规律。结果表明:2种钢在腐蚀介质中的延伸率、断面收缩率和断裂过程吸收的能量均低于空气介质中的。高锰钢的应变能密度比偏离1更远,综合应力腐蚀指数I_(SSRT)也更大,表现出更高的SCC敏感性。试样在空气中的断口形貌均表现出韧窝-微孔型的韧性断裂特征。在溶液中9Ni钢的SSRT断口形貌表现出典型的韧性-脆性混合断裂特性,而高锰钢呈现明显的穿晶准解理型脆性断裂特征。预拉伸变形试样中高锰钢表现出更大的腐蚀电流密度和更负的腐蚀电位,Mn提供了很强的晶界偏析效应容易引起穿晶SCC。高锰钢的SCC机制可归因于氢致开裂型(HIC)和阳极溶解型(AD)的联合作用。