冷轧CP980辊压梯形管焊缝开裂原因分析与工艺优化

针对冷轧高强复相钢CP980在辊压钢管的焊缝开裂问题,通过分析组织、显微硬度和受力情况以及焊缝处组织及硬度,结果表明:冷轧CP980辊压梯形管焊缝开裂的主要原因为焊接速度、焊接电流参数选择不当,焊缝的淬硬组织在焊接内应力的作用下产生微裂纹,而焊缝受力不均加剧了裂纹的进一步扩展;通过降低焊接速度,提高焊接电流,改善焊缝的质量,同时减小梯形钢管成形过程中的约束力,梯形钢管的焊缝开裂问题得到有效解决。

油气管道环焊缝缺陷适用性评价现状与展望

油气管道的环焊缝质量好坏与管道能否安全运行密切相关,近年来管道环焊缝问题日益突显,因此准确评价管道环焊缝缺陷的适用性对于保障管道安全运行具有重要的意义。为了给环焊缝缺陷安全评定提供参考,系统总结了现行的环焊缝缺陷适用性评价方法并归纳为6种类型,剖析了各类方法的原理、特点及适用性,从焊接缺陷、内外部载荷及材料性能等3个方面分析了目前环焊缝缺陷适用性评价过程中遇到的瓶颈问题,并针对高钢级管道环焊缝所暴露出的新问题,提出了环焊缝缺陷适用性评价的未来展望。研究结果表明:(1)环焊缝缺陷可分为体积型缺陷和平面型缺陷两大类;(2)对于体积型缺陷,主要考虑塑性失效模式,推荐采用修正的Miller方法;(3)对平面型缺陷,应同时考虑塑性失效和断裂失效模式,推荐采用BS 7910:2015标准中基于失效评估图(FAD)的方法,并根据可用材料参数及保守性选用通用失效评估曲线(FAC)或特定FAC。结论认为,该研究成果有助于保障管道的安全运行。

80kg级低温不预热焊接高强钢的开发

根据各合金元素对材料性能、微观组织及焊接冷裂纹等的影响,结合现有设备和工艺技术条件,设计出80 kg级低温不预热焊接高强钢的化学成分。用该开发钢板做低温不预热焊接Y-形坡口铁研(焊接裂纹)试验发现,空冷48 h后没有出现焊接开裂。同时,在5℃、15℃及常温下,热输入为20 kJ/cm时,采用CO_(2)气体保护焊及手工电弧焊对试验钢板分别进行了不预热焊接试验,结果表明,该80kg级高强钢板在5℃,15℃及常温下不预热焊接接头的抗拉强度832-857 MPa,-20℃焊缝冲击功55〜127 J,满足标准要求。

焊接钢管技术的新进展

介绍了近十几年国际管线钢管技术的新进展,包括陆地天然气管道用管、海底天然气管道用管以及大应变钢管和超高强度管线钢管的开发;焊管企业的现代化信息系统的建设及发展;我国高频直缝焊管、螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管生产技术和装备的技术进步。建议我国焊管企业应加快设备改造和升级,以适应管线管向高性能、高钢级、大壁厚和高尺寸精度发展的要求;对无损探伤设备进行彻底更新,保证其可靠工作;通过信息化改造,实现从基础自动化到全线自动化、信息化的飞跃,进一步增强我国焊管企业的竞争力。

高强管线钢焊接残余应力研究现状

在高强管线钢的工程应用过程中,较高的焊接残余应力会导致焊缝产生应力腐蚀和疲劳裂纹以至失效。简要介绍了高强度管线钢的焊接方法,对比了传统电弧焊与先进焊接方法的工艺特点,以及不同焊接方法的残余应力分布,概述了通过无损检测手段进行残余应力分析的相关研究结果,并通过数值模拟进行了焊接残余应力的对比和分析。指出,通过不同的数值模型及有限元分析等手段,可快速获得不同焊接方法的接头残余应力分布,以便于对焊接工艺进行调整。

大应变钢管在管道建设中的应用及现场焊接技术

介绍了大应变钢管应用的相关技术要求,探讨分析了大应变钢管现场焊接的技术特点和面临的难题,针对焊接材料强度不足及环焊接头近缝区软化,难以实现焊接接头高强匹配的问题,提出在环焊缝焊接时,增加盖面焊缝的宽度和余高,即采用补强的方法使得环焊接头的整体强度高于母材,并在制造过程中严格控制抗拉强度上限值,降低焊接软化程度和软化宽度,以实现环焊缝的高强匹配的。大应变钢管具有足够的强度和变形能力,对环焊接头的综合性能要求更高,实际应用中应综合考虑钢管、焊材和焊接工艺等各方面因素,才能保证大应变钢管在管道建设中安全应用。

焊接余高对锥柱耐压结构典型焊接接头残余应力数值的计算影响

锥柱耐压结构属于大型焊接结构,在其焊接部位存在焊接残余应力。焊接完成后,焊缝区域会留有一定的焊接余高,焊接余高对残余应力数值分析结果有着不可忽略的影响,因此有必要针对焊接余高对焊接残余应力的影响进行相关研究。选取高强度钢锥柱耐压结构典型焊接接头试件为研究对象,利用有限元软件ANSYS的APDL语言编写焊接模拟程序,建立考虑焊接余高的有限元模型和不考虑焊接余高的有限元模型,通过比较两种模型计算结果,研究焊接余高对焊接残余应力的影响,并且得到初始焊接残余应力的分布规律;采用X射线无损检测法测量焊缝区表面的残余应力。结果表明:不考虑焊接余高时,数值分析所得应力分布与考虑焊接余高时应力分布存在很大差异,焊接余高对焊接残余应力分布的影响不可忽略。试验的测量结果符合理论和统计结果,与考虑焊接余高时的数值模拟所得结论基本一致。焊接余高的影响对研究焊接残余应力有很重要的意义,并且对后续考虑残余应力影响的疲劳强度计算有着重要的参考价值。

汽车门防护杆用超高强度电焊钢管

根据日本在最近几年来生产超高强度电焊管的情况，已经开发和生产出新的冷轧钢带。主要介绍冷轧钢带实验，抗弯曲性能、延迟破坏性能、化学成份设计、焊接性能等，并对超高强度电焊管的特性及使用情况作了具体介绍，可供国内同行借鉴。

国产X65卷板及钢管在库鄯管道的应用

通过对宝钢产Ｘ６５高强度、高韧性卷板的化学成分和力学性能的检验，证明其产品化学成分及机械性能稳定、波动范围小，具有良好的低温冲击韧性和低温抗动态撕裂能力，且各项理化检验指标均满足“库鄯输油管道工程补充订货热轧卷板技术条件的要求”，制管后在线使用情况良好。

深海用X70高强度厚壁管线钢及焊管的开发

为了保证深海油气管线钢管的可靠运行,针对深海用管线钢及钢管性能的要求,通过采用低C、Nb、Ti微合金化和复合添加Ni、Mo等合金元素的成分设计和合理的管线钢热机械控制工艺(TMCP),开发出具有高强度、强低温韧性及良好焊接性能的X70钢级壁厚40.5 mm高强度深海用管线钢和小径厚比(D/t)的Φ762 mm×40.5 mm管线钢管。试验检测结果表明,钢管的强度、韧性、硬度等性能满足相关技术指标要求,具有良好的塑性变形能力和低温韧性。

深海用高强厚壁直缝埋弧焊管开发技术难点分析

深海油气管道对管道用管材的可靠性提出了更高的技术要求,高强度大壁厚直缝埋弧焊管是深海油气输送管道的方向发展。从深海用高强度厚壁直缝埋弧焊管对管线钢板材及钢管在高强度、高韧性和抗脆断、高尺寸精度、低焊接碳当量和良好焊接性以及抗腐蚀性等方面的高技术要求入手,详细分析了高强度厚壁管线钢材料、板材质量控制和钢管制造工艺等方面存在的技术难点,提出了解决思路。

水电站Rm≥800MPa高强钢岔管焊接工艺

随着我国水电建设步伐的加快,特别是大容量抽水蓄能电站的兴建,高水头、大直径、高HD值压力钢管不断涌现。目前压力钢管水头已达1300 m,HD值超过5000 m2。这些高参数、大型化压力钢管特别是其岔管对钢材提出了新的要求,为Rm≥800 MPa高强钢的应用开辟了广阔前景。从焊接试验、焊材选用、焊接顺序、质量保证措施及焊接检验、缺欠修复、调整与消除残余应力等方面对Rm≥800MPa高强钢岔管的焊接工艺进行了分析与探讨,可为下一步工程施工提供了借鉴和指导。

液压支架用高强度钢板和无缝钢管发展与技术标准

随着特大采高、特大工作阻力液压支架的发展,对结构轻质化的要求日益迫切,对易焊接高强材料的需求越来越高。新制定的能源(NB)行业标准《煤矿液压支架用易焊接高强度钢板》和《煤矿液压支架用无缝钢管》规定了相关的技术要求,促进液压支架用易焊接高强度钢板和无缝钢管的发展和质量保证。

高强度低合金焊管内焊缝和压扁实验分析

主要介绍了轧制高强度低合金焊管的生产工艺、焊接工艺及参数 ,分析了影响内焊缝和压扁实验的外因——操作对焊接质量的影响以及成型对焊接质量的影响。提出 W孔型和双半径孔型相结合的孔型设计方法 ,将开口角控制在 4°～ 7°之间 ,焊接挤压量控制在 4～ 5mm,阻抗器前端置于挤压辊中心线处 ,采用高速焊接 。

关于管线钢管技术的若干热点问题

通过对近几届国际管道大会有关论文的研读,结合我国管线钢管技术发展的实际情况,对当前管线钢管技术若干热点问题进行了分析和总结。详细分析了输气管道断裂控制技术,电阻焊管的完整性管理、质量改进及管道选材, X80高强度焊管的应用等情况,并给出了今后我国管线钢管技术发展方面的建议,指出我国虽然在输气管道延性断裂控制的理论和实践方面取得了重大进展,但在管道脆性断裂控制方面的研究才刚刚起步,还需要加强;在CO2输送管道止裂韧性预测方面急需开展相关研究;应开展HFW焊管质量的企业协作研究,提高对HFW焊接机理的认识和质量控制水平。

EH690高强钢焊管焊接工艺及质量控制

为了获得性能优良的海洋工程用EH690焊管焊接接头,开展了EH690高强钢焊接工艺研究,针对EH690焊管进行了气体保护焊和埋弧焊组合工艺的焊接工艺评定试验,对焊接接头进行了无损检测和力学性能试验,并提出了相应的生产过程质量控制措施。结果表明,采取预热、控制层间温度、后热和保温缓冷、合理匹配焊材、低热输入焊接参数等焊管生产过程严格的质量控制措施,可获得性能优良的焊接接头。该工艺和质量控制措施已在铺管船和起重机臂架用焊管的批量生产中得到应用,可满足焊接结构的使用安全要求。

高强度低碳贝氏体钢管的研制及在东海大桥的应用

介绍了采用高强度低碳贝氏体钢、通过调整冷弯成型及焊接工艺参数来实现东海大桥护栏用直缝焊管的生产情况。对原料成分和力学性能对冷弯成型工艺参数的影响，轧制线速度和焊接高频功率对焊接质量的影响等进行了试验研究。结果表明：当焊接高频功率为295～300kW，线速度为9～17m／min时，用MDB400钢生产的φ114mm×6mm钢管，其焊缝组织为贝氏体＋细晶铁素体＋珠光体组织，且含碳量低，冷裂纹敏感性小，各项指标均符合产品标准要求。

海上风电管桩低合金高强钢大厚板窄坡口多丝埋弧焊CTOD试验研究

介绍采用一种新型机械清根U形窄坡口双电三丝埋弧焊工艺对70 mm厚的海上风电管桩S355NL钢板进行焊接。对其工艺过程进行说明,并完成焊接接头宏观断面分析、冲击韧性测试及焊缝CTOD测试,试验结果均符合相关标准要求。结果表明,在给定的双电三丝窄坡口埋弧焊工艺下,可在保证焊接质量的前提下,有效提高生产效率、降低成本,且焊接接头冲击韧性和抗开裂性能良好,可以在不进行焊后热处理的条件下使用。

Q690高强钢管焊接残余应力数值模拟

该文重点研究Q690焊接高强钢管截面纵向残余应力分布模式,利用商业有限元分析软件ANSYS对其进行数值模拟,运用其中的"生死单元"和热-结构耦合分析功能来模拟焊接过程,以管径与壁厚为变量,设计3组共12个有限元模型。通过对模型的数值分析,得到每个模型的截面纵向残余应力分布形式,经过对比分析得出其规律,并提出Q690焊接高强钢管截面纵向残余应力的简化分布模式。结果表明,其分布模式与Wagner提出的分布模式接近,但Q690高强钢管的纵向残余压应力峰值与其屈服强度的比值仅为0.2,要明显小于普通钢管纵向残余压应力峰值与其屈服强度的比值0.35。

B950CF高强钢超窄间隙激光焊接头组织对残余应力的影响

超窄间隙激光填丝焊(Ultra-narrow gap laser welding,Ultra-NGLW)是一种先进的厚贝氏体钢焊接技术。通过数值模拟和X射线衍射法,分析了超窄间隙激光填丝焊接头残余应力的分布和变化,结果表明:在不同厚度(20,50,70 mm)的超窄间隙激光填丝焊接头的表面,残余应力均呈"W"形分布。利用微型剪切试验,分析了显微组织对接头残余应力的影响:熔合线处形成的马氏体脆硬组织使接头形成了"软-硬-软"的夹心组织,导致接头的应力分布与一般的焊接接头不同,而多层填丝焊的特殊工艺导致接头中间层的应力增加。