X80管线钢焊缝组织及裂纹形成机制

采用光谱分析、夏比冲击、OM、SEM和EDS等方法研究了X80管线钢焊缝成分、组织和性能,并探讨了焊接裂纹形成机制。结果表明：由于焊接冶金和固态相变的作用,X80管线钢的焊缝呈现凝固和相变组织的综合特征,其微观组织为粒状贝氏体+大块状铁素体;焊缝处裂纹呈现结晶裂纹特征,其内部存在大量的非金属夹杂物;焊缝断口大部分为解理断裂,近裂纹边缘具有准解理断裂特征,冲击性能低于热影响区和母材。     

X80厚壁管线钢不同焊接速度下焊缝韧性研究

采用西气东输二线用X80 18.4mm壁厚管线钢,匹配BG-H06H1焊丝和BGSJ101-H1焊剂,研究了不同焊接速度下焊缝的外观形貌和组织性能.结果表明,在不同焊速下,焊缝成型好,表面光滑,焊缝抗拉强度均在720MPa以上,硬度小于276HV10;在焊速为1.6～1.8m/min时,焊缝冲击功稳定,-20℃下平均值可达136～176 J;在1.4～1.5m/min时,冲击功出现波动,最低45J.针对低速下焊缝韧性的波动,采用光镜、SEM等对焊缝微观组织变化、冲击断口形貌、成分偏析、板材及焊材纯净度等进行了分析.研究结果表明,焊缝原始奥氏体晶粒大小对韧性有显著影响;晶界AlN、硫化物析出是形成焊缝光滑脆性断口的主要原因;焊接线能量过大或过小,以及焊缝中高熔点氧化物夹杂均会引起冲击值下降.     

X80管线钢焊缝金属中的针状铁素体

探讨了X80管线钢焊缝中针状铁素体的形成条件、对焊缝韧性的影响及针状铁素体控制机理。结果表明,X80管线钢焊缝组织是大量针状铁素体+少量先共析铁素体的混合组织。在针状铁素体影响因素中,起决定作用的是焊缝的化学成分和冷却速度。焊缝中针状铁素体形态和数量与焊缝韧性之间存在对应关系,焊接热输入对焊缝韧性的影响较复杂,存在一个热输入最佳值。优化的焊缝合金系统和化学成分是控制焊缝针状铁素体形成的必要条件,而合理的工艺方法和焊接参数(含热输入)则是控制针状铁素体形成的充分条件。     

X80管线钢埋弧焊焊接接头的组织和腐蚀性能

采用H08MnMoA焊丝埋弧焊焊接X80管线钢.利用扫描电镜分析焊接接头微观组织;采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80管线钢其焊接接头在0.5 mol/LNaHCO3+0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,在0.5 mol/L NaHCO3+0.02mol/L NaCl溶液中,由于显微组织上的差...     

CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响

模拟油田CO2驱油现场环境,利用高温高压反应釜,采用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了不同CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响。结果表明,X80管线钢的腐蚀速率随着CO2分压的升高呈先升高后下降的趋势,在CO2分压为1.5MPa时达到最大值。当CO2分压为0 MPa和0.5 MPa时发生均匀腐蚀,当分压升高到1.5MPa和2MPa时发生了局部腐蚀。CO2分压为0MPa时的腐蚀产物为非晶态物质,其余各分压下的腐蚀产物均以FeCO3为主。随着CO2分压的升高,腐蚀产物与基体结合的紧密度随着CO2分压的升高越来越紧密;腐蚀产物膜厚度呈先升高后降低的趋势,与腐蚀速率的变化相对应。     

X80管线钢的氢脆性能

制备了单边缺口拉伸(SENT)试样,在0.5 mol/L H2SO4+3 g/L NH4SCN溶液中,以10 mA/cm2的电流密度充氢4 h,采用拉伸试验和三点弯曲试验考察了氢脆对X80管线钢断裂韧性的影响.结果显示:充氢SENT试样的断裂韧性和承载力显著低于母材SENT试样的,使用三点弯曲试验测定的断裂韧性结果较为...     

X70管线钢盐雾腐蚀性能

采用中性盐雾对X70管线钢进行室温腐蚀,采用SEM和EDS观察了X70管线钢经盐雾腐蚀处理前后表面微观形貌和化学组成的变化。结果表明,盐雾腐蚀后试样表面化学元素均匀性和结构完整性均被破坏,表面点蚀较为严重,出现了大量的点蚀坑;腐蚀后试样表面含铁量高,产生了活性铁原子,并与腐蚀性介质Cl-发生接触反应,是盐雾腐蚀发生点蚀主要原因。     

X80管线钢在洛阳土壤中的电化学腐蚀行为研究

采用电化学测试、SEM及EDS微观分析等方法,对X80管线钢在洛阳水饱和土壤中的电化学腐蚀行为进行了研究.结果表明.在洛阳水饱和土壤中,随腐蚀时间延长,X80钢腐蚀趋势和腐蚀速率均明显增大,局部腐蚀面积和深度不断增加,腐蚀程度加剧,腐蚀机理为氧浓差腐蚀电池和局部腐蚀自催化效应,腐蚀速度主要受氧扩散过程控制;EIS图谱具有双容抗弧与Warburg阻抗特征,电荷传递和扩散传质的阻力随时间越来越大,而结合层电阻明显减小,腐蚀产物主要为铁的氧化物、硫化物和土壤中盐类的混合物.     

X80管线钢的焊接性分析

对国产X80管线钢进行了手工焊焊接性能实验,并对其焊接接头的强度、低温韧性和冷弯性能进行了检验,结果表明,该管线钢焊接性能良好。     

建筑用X80管线钢的腐蚀行为研究

采用浸泡腐蚀法、失重法和电化学法测试了不含Ce和含Ce的X80管线钢在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为,并分析了造成腐蚀性能差异的作用机理。结果表明,含Ce和不含Ce的X80管线钢在NaCl溶液中浸泡45天后的表面都被红棕色的腐蚀产物所覆盖,添加Ce的B试样的表面形貌中的点腐蚀坑数量相对A试样更少,且表面点腐蚀坑更浅;添加Ce的B试样的腐蚀速率都要低于不含Ce的A试样;在X80管线钢中添加Ce后,试样的腐蚀电位发生了正向移动,且腐蚀电流密度相对更小,添加Ce的B试样的耐腐蚀性能要优于不含Ce的A试样。     

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素.针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt.通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素.并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征.结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证.     

X90管线钢焊接接头耐腐蚀性能研究

采用金属浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀试验研究不同浓度或pH的HCl、NaOH、NaCl溶液对X90管线钢焊接接头(SMAW、GMAW、SAW)耐腐蚀性能的影响。结果表明:三种焊接接头的腐蚀速率随溶液浓度增加而增加,其中焊接接头对碱性环境耐蚀性较好,耐酸、盐类腐蚀性能较差,在较低浓度或pH下腐蚀接近轻度级别,SMAW焊接接头在pH=1的HCl溶液和5%的NaCl溶液中腐蚀达到重度级别。电化学腐蚀试验表明,SMAW试样自腐蚀电流最高,阻抗最低,三种焊接接头腐蚀均为重度级别,因此在强电解质溶液中建议采取保护措施。     

CO_3~(2-)-HCO_3~-溶液中X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)观察研究了国产X80管线钢焊接接头在0.5mol/LNa2CO3 1mol/LNaHCO3溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性。结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区。在所研究的电位区间,拉伸试样随着外加电位正向增加,断面收缩率、断裂时间和断后伸长率增加,而断口部位的裂纹平均扩展速率减小,SCC敏感性降低。试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,焊缝试样断口主要是韧性断裂。应力腐蚀机理可以用阳极溶解理论和氢致破裂来解释。     

X80管线钢焊条电弧焊接头组织与耐蚀性分析

利用双熔敷极焊条电弧焊技术对X80管线钢进行了焊接,并在焊接接头成分、组织及耐蚀性方面与传统焊条电弧焊进行了对比分析.结果表明,双熔敷极焊条电弧焊技术熔敷效率高,但受其结构及药皮重量系数的影响焊缝中合金元素的含量比普通焊接焊缝的低,且焊缝中多边形铁素体含量较高,另一方面由于对母材的热输入较低,使得其粗晶区组织较为细小,这有利于其性能的提高;对0.5 M Na₂CO₃-1 M NaHCO₃溶液及通饱和CO₂的NACE A溶液中的耐蚀性研究发现,焊缝及粗晶区耐蚀性均差于母材,且采用双熔敷极焊条电弧焊技术有利于提高焊缝及粗晶区的耐蚀性.     

环境因素对X80钢焊接接头腐蚀电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位极化技术研究溶解氧、温度、pH值等环境因素对X80管线钢焊接接头在库尔勒土壤环境中的腐蚀电化学特征的影响。结果表明,库尔勒土壤模拟溶液中溶解氧从0.5 mg/L增大到6.5 mg/L时,X80管线钢焊接接头的腐蚀程度越来越严重,当氧含量为6.5 mg/L时,试样的腐蚀电流密度达到59.237 μA/cm²;环境温度从20 ℃上升到60 ℃,X80钢焊接接头的腐蚀程度明显加剧,当温度为60 ℃时,试样的腐蚀电流密度达到44.593 μA/cm²;溶液pH值从7.0增大到11.0,X80钢焊接接头的腐蚀程度相对减弱,当pH值达到11.0时,试样的腐蚀电流密度达到31.417 μA/cm²。溶解氧含量对X80钢焊接接头的腐蚀行为影响最大,其次pH值的影响,温度对试样的腐蚀性影响相对最小。     

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。     

Stress corrosion behavior of pipeline steel(X52)welded joint

The resistance of pipeline steel joint welded by submerged arc welding to stress corrosion cracking (SCC) at its different regions in boiling mixed nitrate solution and in H_2S saturated solution at room temperature is examined by the constant-load tension method. The result shows that when tested in nitrate, the weld metal may be the weakest link of the joint if the welding material doesn't match well. The resistance to SCC of the joint in H_2S is very low, especially at the bond and coarse grain zone and is closely dependent on the metallurgical quality of base metal.     

力学与电化学作用下X80钢焊接接头SCC行为分析

采用动电位扫描技术及慢应变速率拉伸试验(slow strain rate test, SSRT)研究了X80钢焊接接头在库尔勒模拟溶液中应力腐蚀开裂(stress corrosion cracking, SCC)行为,并利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)对不同应变速率下试样断口形貌进行表征.结果表明,随着应变速率的增加,X80钢焊接接头的腐蚀速率则呈现持续增大的趋势.当应变速率为1×10-5/s时,试样的腐蚀情况最为严重. X80钢焊接接头在不同应变速率下的腐蚀机制是由电化学-力学交互作用共同决定的.试样发生应力腐蚀后断裂于焊缝处,这是由于焊接过程导致焊缝晶格存在大量的缺陷,使得晶格活性较高所致.     

CO32--HCO3-溶液中X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)观察研究了国产X80管线钢焊接接头在 0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3 溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性.结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区.在所研究的电位区间,拉伸试样随着外加电位正向增加,断面收缩率、断裂时间和断后伸长率增加,而断口部位的裂纹平均扩展速率减小,SCC敏感性降低.试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,焊缝试样断口主要是韧性断裂.应力腐蚀机理可以用阳极溶解理论和氢致破裂来解释.