超音速火焰喷涂碳钢表面制备Ni9Al/WC-Co复合涂层组织与性能研究

采用高速电弧喷涂工艺在20钢样品表面制备了Ni9Al涂层,以其作为超音速火焰喷涂WC-Co涂层的中间层。采用光学显微镜分析、场发射扫描电镜分析以及性能测试方法,研究Ni9Al中间层对涂WC-Co涂层组织结构及性能的影响。结果表明:Ni9Al中间层能提高WC-Co涂层与基体的结合强度;Ni9Al/WC-Co复合涂层试样的热震试验结果表明,Ni9Al中间层显著改善了涂层抗热震性能。

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。

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。

LNG内罐9Ni埋弧焊技术创新应用

目前国内外LNG低温罐9Ni钢内罐焊接主要采用焊条电弧焊(SMAW)和埋弧自动焊(SAW)方法。随着LNG罐建造容量及数量快速增长,自动化程度低、效率低、焊工需求量大、工期及质量难以保障等问题迫切需要解决。选择采用成熟的技术推动自动化创新应用将是解决该问题的最佳点。文中通过改良设备工装、优化焊接工艺实现埋弧自动焊替代焊条电弧焊,其是技术突破、质量保障的方向。

Cr对WC-9(Co+Ni)硬质合金力学性能和耐腐蚀性能的影响

研究了Cr含量对含有Mo的WC-9(Co+Ni)硬质合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着Cr含量的增加,合金的密度缓慢减小,抗弯强度、硬度均先增大后减小;当Cr含量达到0.6%时,合金的抗弯强度达到2 845 MPa,HRA硬度达到91.2,密度达到14.39g/cm^3。分别在2mol/L的高浓度HNO_3、H_2SO_4及HCl溶液中浸泡11d,Cr含量为0.6%的合金腐蚀速率最小,耐腐蚀性能最优异,该合金经过长达90d的低浓度HCl溶液(pH=3)浸泡,未观测到腐蚀层。

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。

冷轧变形对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响

采用OM、SEM、XRD、维氏硬度计、万能试验机等研究了不同变形量冷轧对热轧态0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:随着冷轧变形量的增加,0Cr18Ni9不锈钢晶粒变形越来越明显,晶界处位错塞积不断加剧,晶界越来越模糊,组织中越来越多的奥氏体转变为马氏体。随着冷轧变形量的增加,0Cr18Ni9不锈钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均逐渐升高,伸长率逐渐下降。冷轧变形量36%的0Cr18Ni9不锈钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均达到最大值,分别为432.3 HV、1283.1MPa、1195.2 MPa。

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。

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。

WC粒度、配碳量对WC-9%Ni硬质合金组织与性能的影响

采用Ni作为黏结相,通过粉末冶金工艺制备WC-9%Ni(质量分数)硬质合金,通过光学显微镜、硬度仪、X衍射分析仪等仪器,研究WC粒度、配碳量对WC-9%Ni硬质合金组织与性能的影响。结果表明:合金晶粒度受配碳量的影响较小,随WC粒度增大而增大;合金硬度随配碳量增加而降低,随WC粒度增大而降低。费氏粒度1.78μm的WC与费氏粒度2.4μm的WC制备的合金洛氏硬度最高分别为88.6HRA、87.5HRA,维氏硬度HV30最高分别为11.9、11.0 GPa。合金矫顽磁力与比饱和磁化强度极低,合金断裂韧性随配碳量的增加而降低,随WC粒度增加而增加,抗弯强度受配碳量影响较小,随WC粒度增加而降低。

承压设备用5 mm超薄X7Ni9钢板叠轧工艺

介绍了采用叠轧工艺生产的5 mm超薄X7Ni9钢板的技术要求、工序工艺控制点及实物质量,通过合理控制坯料成分、坯料复合、轧制及热处理工艺,采用叠轧工艺成功生产出5 mm超薄X7Ni9钢板,叠轧钢板厚度及不平度均能满足EN 10029:2010厚度大于等于3 mm的热轧钢板的尺寸、外形及允许偏差标准要求,钢板性能良好,拉伸性能据标准值有较大的富余量,显微组织中存在的逆转奥氏体可确保钢板具有良好的低温冲击性能。

0Cr18Ni9不锈钢钣金件的锈蚀防护工艺

针对0Cr18Ni9不锈钢深落压钣金件因热处理造成表面氧化皮较重,使用过程中出现锈蚀的问题,制定了磁力抛光、磁力抛光+钝化和钝化+磁力抛光等3种锈蚀防护改进措施,并与未处理试样进行了对比。结果表明:未处理、仅磁力抛光处理的试样经过96 h盐雾试验后腐蚀严重,经磁力抛光+钝化处理的试样经96 h盐雾试验后发生局部点腐蚀;而经钝化处理+磁力抛光的试样经96 h盐雾试验后未出现腐蚀,在960 h盐雾试验后仅出现局部锈蚀,表面依然光亮,耐盐雾时间是其余3种试样的10倍以上。

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。

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。

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。

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。

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。

离心压缩机叶轮用9Ni钢的热处理

9Ni钢常用于制作压缩机叶轮,能在-196℃的超低温下使用。对9Ni钢进行了从900℃氮气冷却的正火、从820℃氮气冷却的一次淬火、从两相区温度680℃油冷的二次淬火、590℃回火、-196℃深冷处理和520℃稳定化处理。热处理后检测了钢的力学性能和显微组织。结果表明:9Ni钢的力学性能满足要求,显微组织为回火马氏体和约11%的残留奥氏体。

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。