热腐蚀和热冲击下炭化釜Q245R钢本构关系的研究

采取电化学加速腐蚀试验对Q245R钢试样进行处理,以模拟炭化釜的实际腐蚀工况,通过电化学腐蚀拉伸试验,发现腐蚀不仅改变试样的几何尺寸,而且导致材料力学性能退化。对Q245R钢材料进行不同温度、腐蚀率、应变率(10^(-3)~1 s^(-1)低应变率、10~10^(2) s^(-1)中应变率、10^(3) s^(-1)高应变率)的拉伸试验,并运用MATLAB在Johnson-Cook本构方程的基础上进行拟合,增加特征强度与热处理温度、腐蚀率的关系,从而确定了材料的本构关系。结果显示,本构曲线与真实拉伸试验数据吻合较好,拟合效果良好。

Q245R钢焊接试件声发射和红外热成像检测研究

焊缝检测是制冷压力容器安全检测的重要环节。为研究焊接对制冷压力容器用钢(Q245R钢)损伤演化的影响,采用声发射(AE)和红外热成像(IRT)互补监测技术对拉伸载荷下的Q245R钢完整试件和焊接试件动态损伤及温度场进行实时检测,并利用快速傅里叶变换和小波变换方法分析AE信号特征波形。结果表明:焊接试件在损伤演化中产生了幅度超过80 dB及振铃计数超过500的AE信号,且在屈服和缩颈阶段产生大量AE信号,其AE波形幅值和最大小波系数都高于完整试件,但AE累计撞击数远少于完整试件。在温度场变化方面,焊接试件可较早地结束弹性阶段的降温,在缩颈阶段仍持续升温。IRT可以辅助提高AE检测结果的精确度,研究结果为制冷压力容器的安全检测提供参考。

Q245R钢在高含Cl -塔河模拟油田水中的腐蚀行为研究

针对塔河油田站内容器设备在高矿化度环境中的腐蚀情况,采用失重法和电化学测试方法,研究了3种Cl^(-)浓度下Q245R钢在塔河油田模拟水中的腐蚀行为。结果表明:在H_(2)S/CO_(2)环境中,随着Cl^(-)浓度的增加,Q245R钢的腐蚀速率先减小后急剧增大;高Cl^(-)浓度下,腐蚀产物膜中S元素的原子分数有所增加,而O元素的原子分数先增加后急剧减少,此时腐蚀产物不具有保护性;在3种Cl^(-)浓度条件下,均匀腐蚀速率均大于0.25 mm/a,评级为极严重腐蚀。由此可见,Q245R钢在高含Cl^(-)的塔河模拟水中不具备抗腐蚀能力。

含夹渣缺陷Q245R钢的声发射特性和DIC研究

焊接缺陷对钢焊接结构的工作运行会造成严重损伤。为了研究弯曲载荷下焊接缺陷对Q245R钢损伤演化的影响,分别对无缺陷和含夹渣缺陷的Q245R钢试件进行弯曲实验,并利用声发射技术和数字图像相关方法进行实时监测。结果表明:与无缺陷试件相比,含夹渣缺陷试件的声发射信号幅度、累计撞击数和能量等特征参数都有大幅度增高,含夹渣缺陷试件的幅度和能量分别高达80.5 dB和231.2 mV·ms。在3.3 kN载荷下,含夹渣缺陷试件的最大位移比无缺陷试件提高约21.093 mm。实验结果可以为钢焊接结构健康监测提供参考。

316L不锈钢、ND钢和Q245R钢的耐酸露点腐蚀性能

通过浸泡试验和电化学测试,研究了316L不锈钢、ND钢和Q245R钢在酸露点腐蚀模拟溶液中的腐蚀行为,分析了温度、硫酸质量分数和Cl^(-)质量浓度对三种材料的酸露点腐蚀规律和机理的影响。结果表明:三种材料耐酸露点腐蚀性能从大到小依次为ND钢、316L不锈钢、Q245R钢;Q245R钢和ND钢的腐蚀速率随Cl-质量浓度的升高先增大后减小,316L不锈钢的腐蚀速率受Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和溶解氧的共同作用。

Q245R钢锅炉管爆管原因

某公司Q245R钢锅炉管在使用仅8个月时发生了横向爆管事故。通过宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜分析、X射线衍射分析等方法对锅炉管的爆管原因进行了分析。结果表明:该Q245R钢锅炉管所通水蒸气中NaCl,Na2CO3等杂质较多,使得管道转弯处堵塞变窄,前段管内蒸汽流速和温度异常。在高温高压和腐蚀介质作用下,管内壁不断被氧化,管壁减薄并脱碳,管子强度大幅降低,不足以承受工作压力,最终导致爆管。

Q245R钢与06Cr18Ni9钢卷制焊管内纵缝不填丝重熔工艺的研究

本文主要解决小直径钢焊接管内纵缝单面焊双面成型不良,打磨受局限,导致内纵缝不光滑不平整的问题,通过对厚度6-10mm的Q245R钢板和不锈钢钢板的纵缝焊接工艺的论证,分析钢卷制管焊接成型不良及焊接缺陷产生的原因和机理,采取相对应的措施,完善原有的工艺方案,使焊缝成型美观,内焊缝光滑,减少修磨,达到内焊缝光滑平整的质量要求,从而论证了工艺的可行性。

Q245R钢拉伸过程屈服载荷的声学测试实验研究

屈服载荷是评判塑性金属材料由弹性变形转化为塑性损伤的重要指标,由于材料内部组织发生塑性变形的不同时性和不均匀性,导致无法在材料损伤的早期确定屈服载荷值,影响材料损伤评价的准确性。本文采用声发射和非线性超声技术,对Q245R钢双边“V”型缺口试件的单轴拉伸过程进行在线测试,分别得到声发射测试条件下的屈服载荷值FAs和非线性超声测试条件下的屈服载荷值Fβs通过与试件名义屈服载荷值F,间的比较得到FAs<Fβs<Fs,证明了利用声发射和非线性超声技术能够实现材料损伤的早期检出。

基于Norton幂律方程的再生器筒体蠕变性能分析及仿真

通过对Q245R钢在550℃不同应力条件下进行高温蠕变试验,并根据试验获得的数据,建立该材料的蠕变本构方程,最后将建立的蠕变本构方程用于仿真一台在役催化裂化再生器筒体的蠕变.结果表明,该材料高温单轴拉伸的材料力学性能与常温差别较大,试验得到了该材料的蠕变Norton幂律本构方程,并判断出其在550℃下的蠕变机制主要为位错攀移;有限元仿真知最大蠕变变形发生在接管与筒体相贯处筒体母线上,离相贯点约为600 mm,最大蠕变变形量为91.3 mm,与现场实测相近,说明建立的蠕变本构模型和有限元仿真是有效的,可为再生器的安全服役提供数据基础和参考价值.

老龄液氨储罐内表面腐蚀表征观测与量化分析

针对老龄液氨储罐Q245R钢内表面筒体和封头两处存在的不规则腐蚀现象,采用二值化图像处理技术提取腐蚀形貌图像的特征参数,实现储罐腐蚀区域面积定量化分析。通过扫描电镜观测Q245R钢不同取样部位下样品腐蚀形貌并结合能谱仪检测其腐蚀成分,进行微观表征。结果表明:腐蚀率、腐蚀等级、腐蚀区域扁平量3个特征参量反映的储罐腐蚀规律与微观形貌图表征分析的腐蚀行为特征相一致,即氨罐封头部位相对筒体部位整体腐蚀严重,且主要部位集中在下部液相区域,最大腐蚀率达62.75%;腐蚀形貌是以氧化物为主的不规则图像,其扁平量服从正态概率密度分布。