X70管線鋼焊接接頭斷裂韌度試驗

利用機械噴丸技術(shù)對x70管線鋼焊接接頭進行了表面強化處理,對x70管線鋼基材、原始狀態(tài)焊接接頭和噴丸處理后焊接接頭試樣的拉伸力學性能進行了分析,用掃描電鏡觀察了其斷口形貌,對其斷裂機理進行了探討。試驗結(jié)果表明,x70管線鋼基材具有連續(xù)屈服特征,無明顯的屈服平臺,延伸率達到38%,拉伸斷口出現(xiàn)明顯的分層開裂現(xiàn)象;x70管線鋼經(jīng)過焊接后,原始狀態(tài)焊接接頭屈服強度、抗拉強度、斷后收縮率明顯小于基材;經(jīng)噴丸處理后,x70管線鋼焊接接頭抗拉強度、屈服強度和延伸率有了明顯的提高。噴丸處理使得焊接接頭表面發(fā)生塑性變形,表面裂紋和孔洞減少,是提高x70管線鋼焊接接頭的抗拉強度的主要因素。

采用表面機械研磨(smat)技術(shù)對x80管線鋼的焊接接頭進行了表面自身納米化處理,利用金相顯微鏡(om)、透射電子顯微鏡(tem)和x射線衍射技術(shù)(xrd)研究了表面自身納米化處理后試樣表面微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:經(jīng)smat處理后,可以在x80管線鋼的焊接接頭表面形成一定厚度的等軸、取向隨機的納米晶粒;隨距處理表面深度的增加,晶粒尺寸逐漸增大;smat處理時間的進一步延長對表層晶粒尺寸影響不大;smat處理可以實現(xiàn)x80管線鋼的焊接接頭組織的連續(xù)化和均勻化。

利用金相顯微鏡觀察了x70管線鋼焊接接頭組織結(jié)構(gòu),通過慢拉伸試驗分析了x70管線鋼焊接接頭在nace溶液中應力腐蝕行為,測試了x70管線鋼焊接接頭在不同h2s濃度下電化學腐蝕電位,討論了x70管線鋼焊接接頭自腐蝕電位形成機理。結(jié)果表明,x70管線鋼焊接接頭熔合區(qū)中m-a組元所產(chǎn)生的微裂紋是焊接接頭應力腐蝕產(chǎn)生裂紋的主要來源,使得其耐腐蝕性能下降;焊接接頭在腐蝕初期主要表現(xiàn)為典型的點腐蝕特征,點蝕坑相互連接不斷擴展,點蝕坑被生成的腐蝕產(chǎn)物所覆蓋;焊接接頭自腐蝕電位隨著h2s濃度的增加而發(fā)生負移,應力腐蝕敏感性增加,在含飽和h2snace溶液中具有明顯的應力腐蝕傾向。

x70是國外20世紀70年代初發(fā)展起來的一種微合金高強度管線鋼,采用控軋控冷工藝,得到以針狀鐵素體為主的組織,強度、韌性和焊接性等性能非常好,已在工程中大量使用,技術(shù)已很成熟。文章主要探討了巴西管線建設中x70管線鋼的自動焊工藝,以此為鑒,從而改進我國的管線自動焊焊接施工工藝,促進我國管線建設的發(fā)展。

x70管線鋼的氣體保護焊試驗研究——本文按照“西氣東輸”管線鋼焊接技術(shù)條件，對武鋼開發(fā)研制的板厚為10．3mmx70管線鋼進　　行了氣體保護焊試驗。焊接材料為高韌性氣保焊絲wer60及富氬保護氣體。研究結(jié)果表明，焊縫具有優(yōu)良的強韌性匹配，焊接接頭強度及沖擊...

安陽國豐商貿(mào)有限公司 管線鋼用途 管線鋼是指用于輸送石油、天然氣等的大口經(jīng)焊接鋼管用于熱軋卷板或?qū)捄?板。管線鋼在使用過程中，除要求具有較高的耐壓強度外，還要求具有較高的低溫韌 性和優(yōu)良的焊接性能 聯(lián)系方式 聯(lián)系人：李經(jīng)理 電話：0372-5568044 手機：13526160557 傳真：0372-2150103 qq：50602104 郵箱：50602104@.qqcom 聯(lián)系地址：安陽市殷都區(qū)楓林水郡a區(qū) 公司介紹 安陽國豐商貿(mào)有限公司主要經(jīng)營安鋼生產(chǎn)的各種優(yōu)質(zhì)鋼材，年銷售鋼材五 萬多噸。銷售網(wǎng)絡遍布全國。 公司位于河南省的最北部，地處山東、山西、河北、河南四省毗鄰處，歷 史八大古都之首、人工天河紅旗渠故鄉(xiāng)—安陽，京廣鐵路、京珠高速、京深高 鐵，107國道貫穿南北，交通十分便利，古城安陽西依八百里太行山脈，礦產(chǎn)資 源儲備極其豐富。 公司主要經(jīng)營安鋼、邯鋼、

通過對進口鉆井隔水管x80鋼管進行理化性能分析,了解了國外鉆井隔水管材料的性能水平,為隔水管國產(chǎn)化工作的開展提供了一些參考數(shù)據(jù);通過對x80管線鋼焊接接頭的ctod試驗研究,發(fā)現(xiàn)焊接接頭的斷裂韌性在熱影響區(qū)相對較弱;通過對比分析焊接接頭的夏比沖擊功和ctod試驗結(jié)果,表明ctod試驗對材料的斷裂韌性評價是可靠的。

對低溫環(huán)境下nb-crx80管線鋼管及其焊接接頭的斷裂韌性進行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn),nb-crx80管線鋼母材的抗開裂性能要優(yōu)于熱影響區(qū),縱焊縫介于二者之間。對于kobelb52uφ3.2mm低氫焊條上向根焊+hobartx80φ2.0mm自保護藥芯焊絲半自動下向填充蓋面焊環(huán)焊接頭,焊縫nq方向的抗開裂能力優(yōu)于np方向,但熱影響區(qū)的性能卻是np方向優(yōu)于nq方向;而對于kobelb52uφ3.2mm低氫焊條上向根焊+金橋jc-30φ2.0mm自保護藥芯焊絲半自動下向填充蓋面焊環(huán)焊接頭,焊縫及haz試樣,nq方向ctod平均值要高于np方向,說明nq方向抗開裂能力更好。

采用焊接熱模擬方法研究了線能量對x120管線鋼haz韌性的影響,并通過3種不同成分焊絲與焊劑的匹配試驗,確定了x120管線鋼的最佳焊材匹配方案。以確定的工藝參數(shù)對jco成型的x120管線鋼進行了焊接實踐,并對焊后鋼管的性能進行了分析。研究表明,當線能量為35kj.cm-1時,x120管線鋼haz具有最高的韌性值;目前現(xiàn)有的焊接材料較難實現(xiàn)x120管線鋼的過匹配焊接,應重點開發(fā)x120管線鋼專用焊材;與普通管線鋼具有較佳的彎曲變形能力不同,x120鋼管在8倍壁厚的彎軸直徑下彎曲出現(xiàn)裂紋,這主要是因為x120鋼管焊縫cghaz晶粒長大明顯,組織中m/a數(shù)量多,呈長條狀分布,導致了x120鋼管焊縫cghaz的脆化。

通過拉伸試驗分析了x80管線鋼母材及其焊接接頭拉伸性能,采用掃描電鏡及其能譜分析儀觀察了上述材料的斷口形貌與化學成分,并對其斷裂行為進行了研究.結(jié)果表明:母材延伸率和斷面收縮率大于焊接接頭,母材為韌性斷口,而焊接接頭為出現(xiàn)分層現(xiàn)象的韌斷+脆斷斷口;母材纖維區(qū)面積及韌窩尺寸均大于焊接接頭,母材放射區(qū)形貌為韌窩結(jié)構(gòu),而焊接接頭為解理形貌,母材與焊接接頭的剪切唇區(qū)均為解理形貌;焊接接頭中夾雜物以硫化物和氧化物為主,是焊接接頭力學性能降低的重要因素.

采用沖擊試驗評定鋼箱梁焊接工藝存在局限性,指出用裂紋尖端張開位移(ctod)試驗評定鋼箱梁焊接工藝的優(yōu)越性。介紹了焊接工藝ctod斷裂韌度評定的方法。針對港深西部通道香港段后海灣大橋鋼箱梁焊接建造,運用英國標準bs7448對兩項擬用焊接工藝進行ctod試驗評定。結(jié)果表明,埋弧自動焊工藝焊接接頭的ctod斷裂韌度較高,該工藝可以直接用于鋼箱梁焊接施工;而焊條電弧焊工藝焊接接頭的ctod斷裂韌度較低,經(jīng)掃描電子顯微鏡斷口分析和x射線分析,發(fā)現(xiàn)其原因是焊縫中心存在氣泡、微裂紋、夾雜物和硫等有害元素。試驗評定結(jié)果為港深西部通道香港段后海灣大橋鋼箱梁焊接質(zhì)量控制提供了依據(jù)。

采用埋弧焊的方法,研究了熱輸入對x70鋼接頭組織的影響。采用olympus分析軟件分析了焊接接頭的宏觀結(jié)構(gòu)尺寸。采用olympus-pmg3金相顯微鏡對埋弧焊接頭顯微組織進行了觀察。結(jié)果表明,由于x70級管線鋼為采用控扎控冷工藝獲得的細晶粒鋼,焊接熱影響區(qū)晶粒長大傾向嚴重。隨著熱輸入的增加,熱影響區(qū)寬度明顯增加、母材和焊絲熔化量增加、焊縫深寬比減小;在單道焊的情況下,隨著熱輸入的增加,側(cè)板條鐵素體含量增加,針狀鐵素體含量減小,不利于焊接接頭性能的提高。

X70管線鋼冷絲填充埋弧焊焊接工藝

根據(jù)x70管線鋼的焊接性,提出了采用冷絲埋弧焊的工藝方法來解決焊接接頭熱影響區(qū)的脆化現(xiàn)象,通過向熔池中添加"冷絲",消耗過熱能量來提高焊接接頭的韌性。確定x70管線鋼在不同線能量下的最佳冷絲填充速度;最終得出x70管線鋼冷絲埋弧焊焊接工藝參數(shù)。

對x100管線鋼管直縫雙面埋弧焊接頭進行了微觀組織、顯微硬度、拉伸及沖擊試驗。試驗結(jié)果表明:x100管線鋼雙面埋弧焊焊縫金屬的顯微硬度高于母材,熱影響區(qū)的顯微硬度低于母材,焊接接頭存在haz軟化問題;橫向焊接接頭的抗拉強度滿足iso3183—2007的要求,抗拉強度值高于母材縱向,但低于母材橫向;埋弧焊焊縫金屬的韌性良好,韌脆轉(zhuǎn)變溫度為-53℃;焊接熱影響區(qū)的韌性較差,韌脆轉(zhuǎn)變溫度約為7℃。

焊接熱循環(huán)參數(shù)t8/5和t8/3是影響焊接質(zhì)量的主要參數(shù).應用自行設計建造的平板腔室裝置研究了在役焊接條件下的焊接熱循環(huán).結(jié)果表明:冷卻速度越大,t8/5,t8/3和內(nèi)表面峰值溫度tmax就越小;其中在水速為2.75m/s時最小,空氣中冷卻最大.焊接線能量增大,t8/5和t8/3也明顯增大,這對防止氫致裂紋有利.在板厚分別為6,8,10,12mm時,板厚對焊接參數(shù)t8/5和t8/3影響不大;在板厚為4mm時,t8/5和t8/3最小,內(nèi)表面溫度tmax最高,達635℃.

焊接接頭拉伸試驗 原理 拉伸試驗按gb/t228進行 除非另有規(guī)定，試驗應在環(huán)境溫度為23℃±5℃條件下進行。 樣品制備 取樣位置 試樣應從焊接接頭垂直于焊縫軸線方向截取，試樣加工完成后，焊縫的軸線 應位于試樣平行長度部分的中間，對小直徑管試樣可采用整管。相關(guān)標準或協(xié)議 未做特殊規(guī)定時，“小直徑管”是指外徑小于或等于18mm的管子。 標記 每個試件應做標記以便識別其他產(chǎn)品或接頭中取出的位置。 如果相關(guān)標準有要求，應標記機加工方向。 每個試樣應做標記以便識別其在試件中的準確位置。 熱處理及/或時效 焊接接頭或試樣一般不進行熱處理，但相關(guān)標準標準規(guī)定或允許被試驗的焊 接接頭進行熱處理除外，這時應在試驗報告中詳細記錄熱處理的參數(shù)。對于會產(chǎn) 生自然時效的鋁合金，應記錄焊接至開始試驗的間隔時間。 取樣 一般要求 取樣所采用的機械加工方法或加工方法不得對試樣性能產(chǎn)生影響。 鋼

根據(jù)我國南海深海管線用鋼管的技術(shù)要求,開發(fā)出了厚壁x70鋼級φ765.2mm×31.8mm海底管線鋼管。通過對鋼管進行檢測:鋼管管體縱向和橫向屈服強度≥550mpa,抗拉強度≥660mpa,屈強比最低達到0.81,焊縫抗拉強度達695mpa,均勻延伸率達到了7.6%,斷后伸長率達到54%;在-20℃下管體沖擊功平均值為340j,焊接接頭沖擊功平均值最低為168j;在0℃下管體ctod特征值δm最高達到0.688mm,焊接接頭最小為0.222mm,熱影響區(qū)最小為0.280mm。鋼管管體母材、熱影響區(qū)、焊縫部位的抗氫致開裂、硫化物應力腐蝕及鹽霧腐蝕性能良好。試驗結(jié)果表明研制的x70鋼管具有優(yōu)良的強塑性、低溫韌性、斷裂韌性及耐腐蝕性能,適用于海洋服役環(huán)境的油氣輸送。

在力學性能測試的基礎上,應用英國標準協(xié)會bs7910—2005標準對兩種不同焊接工藝下的nb-crx80管線鋼焊接接頭含裂紋型缺陷的失效評定進行了研究。結(jié)果表明,同一焊縫二級評定中,由于2b級評定相對于2a級采用了真應力-真應變數(shù)據(jù),因而更能反映所評定材料的抗斷裂性能。對于相同尺寸的表面裂紋和埋藏裂紋,表面裂紋的危險性要大于埋藏裂紋;對于埋藏裂紋,其在焊接接頭中的位置影響評定結(jié)果,距離表面越近,其危險性越大。當環(huán)焊縫接頭存在尺寸為3.2mm×1mm的裂紋時,各評定點均在評定曲線可接受范圍內(nèi),表明焊接接頭的結(jié)構(gòu)是安全的。

采用管道輸送石油或天然氣是最經(jīng)濟、最安全的運輸方式。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,天然氣工業(yè)越來越受到重視。我國在西氣東輸國家重點工程建設中,對x70、x80管線鋼進行了成功的研制、開發(fā)。在西氣東輸二線工程中,將大規(guī)模的采用x80鋼進行管線鋪設。介紹了西氣東輸二線工程的幾個突出特點。論述了高強度管線鋼的發(fā)展歷程。并且對于管線鋼的三個類型進行了分析。重點論述了x80鋼的焊接性,分析了焊接裂紋、haz的軟化、焊縫與管材的強韌匹配等。并且對于x80鋼的試驗、研究、以及焊接等應用情況做了介紹。

試驗表9 委托單位：試驗委托人：來樣日期： 工程名稱： 鋼材總類：級別及規(guī)格： 產(chǎn)地： 焊條型號：操作人： 彎心直徑 （mm）角度評定 結(jié)論： 負責人：計算：試驗： 報告日期： 一、力學試驗結(jié)果： 試驗編號： 原材料試驗編號： 審核： 鋼筋焊接接頭試驗報告 試件 編號 部位： 牌號： 冷彎試驗 斷裂特征及位 置（mm） 極限強度 （n∕m）規(guī)格 橫截面積 （m）備注 焊接類型： 試件代表數(shù)量： 試驗日期：

試件代表數(shù)量: 計算:試驗: 試驗委托人: 廠別： 橫截面積 (mm2) 極限強度 （mpa） 斷裂位置 及特征 （mm） 焊條型號：操作人： 直徑 （mm） 試驗日期： 原材試驗編號： 工程名稱:部位： 來樣日期： 焊接類型： 鋼筋焊接接頭試驗報告 鋼筋種類:級別及規(guī)格: 試驗表9 試件編號 委托單位: 負責人:審核: 報告日期:年　　月　　日 試驗編號： 牌號: 結(jié)論： 冷彎 備注彎心 直徑 （mm） 角度評定