X100 UOE干线管

介绍日本福田ＵＯＥ制管厂对Ｘ１００ ＵＯＥ干线管的开发，其中包括板材的轧制、焊接材料的研制、焊缝热影响区的软化、现场可焊性等。     

Ti,N和C对X70管线钢管焊缝热影响区韧性的影响

介绍了7种Ti,N,C含量不同的X70管线钢的理化特性,并通过CTOD试验、夏比冲击试验和Gleeble热模拟试验,分析了不同Ti,N,C含量对X70管线钢管环焊缝热影响区韧性的影响。最后指出,当Ti含量和Ti/N比都降低时,TiN粗大晶粒的数量将随之减少,焊缝热影响区韧性提高。     

X100管线钢管埋弧焊焊接接头性能分析

对X100管线钢管直缝双面埋弧焊接头进行了微观组织、显微硬度、拉伸及冲击试验。试验结果表明:X100管线钢双面埋弧焊焊缝金属的显微硬度高于母材,热影响区的显微硬度低于母材,焊接接头存在HAZ软化问题;横向焊接接头的抗拉强度满足ISO 3183—2007的要求,抗拉强度值高于母材纵向,但低于母材横向;埋弧焊焊缝金属的韧性良好,韧脆转变温度为-53℃;焊接热影响区的韧性较差,韧脆转变温度约为7℃。     

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针对低碳微合金钢管焊接接头热影响区软化现象,基于Gleeble-3500、EBSD、TEM等技术,研究了制管过程中的形变强化和焊接过程中两相区温度对组织和性能的影响。结果表明,管材在成型过程中的塑性变形,使其小角度晶界比例及位错密度显著提升,当管材变形量为9.8%时,小角度晶界比例增加27.5%,位错密度增加5.04×1013 m-2,屈服强度上升22%,抗拉强度上升11%。由于焊接热循环的影响,两相区温度下强度发生了明显的下降,且随温度升高下降值增大。在700 ℃时,屈服强度下降7%,对应的小角度晶界的比例下降6.8%,位错密度下降3.1×1013 m-2,再结晶晶粒比例增加5%;当温度为800 ℃时,屈服强度下降33%,对应的小角度晶界比例下降12%,位错密度下降5×1013 m-2,再结晶晶粒比例增加9%,其强度已经低于管材成型前板材的强度值,极易引起焊接接头的断裂失效。     

我国ERW焊管生产中的问题及改进措施

通过近年来参与多项ERW管线标准的制定和驻厂监造，发现国内制管企业在钢管生产和质量控制方面存在很多问题，针对这些问题，提出了相应的解决办法。     

拉伸试验速率对X80级管线钢拉伸试验结果的影响

不同的拉伸试验方法规定了不同的拉伸试验速率,对GB/T 228—2002与ASTM A370—2005方法所规定的试验速率进行了对比试验。结果发现,X80级管线钢管的拉伸强度没有明显地受到拉伸试验速率的影响,但是较高的拉伸试验速率可能会造成拉伸性能屈服强度指标有较小的波动。     

X70管线钢焊接接头在拉伸过程中的力学响应及性能关系

以X70螺旋埋弧焊管焊接接头为研究对象,采用XTDIC系统测量拉伸过程中母材、焊缝和热影响区的实时应变响应情况,并通过粘贴应变片的电测法获得各区域应变分布曲线,以此为基础研究焊接接头各区域协同变形规律。结果表明:在拉应力的作用下,应变主要集中在焊缝区域,应变量远远大于其他区域,焊缝区域彼此咬合、交错分布的晶粒可有效增加晶界与内部位错的流动阻力,具有较高的应变硬化速率。随着外加应力的持续增加,流动应力开始向热影响区扩散,形成应力集中而断裂。研究结果可以为管线钢焊接工艺设计及塑性变形条件下安全评价提供理论基础和试验依据。     

预热温度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响

X80管线钢在焊接过程中,热影响区由于受到焊接过程热的作用,其组织和性能会发生较大的变化,尤其是粗晶热影响区的组织和性能变化最大。采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了焊前预热温度对X80管线钢粗晶热影响区的夏比冲击韧性的影响规律,并分析了原因,确定了管道在小线能量下焊接的预热温度。认为在较小线能量下焊接,焊前预热对粗晶区的韧性有利,在现场焊接线能量为10kJ/cm时,推荐焊前预热温度为150℃;若在较大线能量下焊接,焊前预热对粗晶区的韧性没有益处,预热温度过高会给粗晶区韧性带来损害,应予以限制。     

X65管线钢焊接接头的显微组织和低温韧性研究

研究了X65管线钢焊接接头的显微组织和力学性能。试验结果表明，该钢焊接接头焊缝为典型的铁素体和少量的珠光体组织，HAZ（热影响区）含有侧板条铁素体。焊接接头的拉伸试验断裂部位在焊缝。焊接HAZ熔合线附近的硬度值最高，远离熔合线硬度降低，并逐渐接近母材金属的硬度，从冲击结果和上述的硬度结果可以看出，焊接接头有良好的冲击韧性。焊缝和母材属于“低强度”匹配。焊接接头和母材都具有良好的力学性能，焊缝的断裂韧度相对优于热影响区。     

焊接二次热循环对X90管线钢组织和性能的影响

针对X90管线钢焊接过程中二次热循环作用下,焊缝热影响区易产生脆化的问题,采用热模拟技术研究了不同二次热循环峰值温度对X90管线钢焊接粗晶区性能的影响。试验结果表明,一次峰值温度1 350 ℃作用下,再经过800 ℃二次热循环后,热影响区韧性显著下降,发生严重脆化,主要是由于该区遗传了粗晶区粗大的组织形态,同时沿原奥氏体晶界形成粗大、高度富碳、呈项链结构的M/A组元;X90管线钢一次热循环粗晶区经峰值温度为950 ℃的二次热循环后,晶粒细小,组织分布较为均匀,低温冲击韧性较好。     

X80管线钢焊接热影响区组织和氢渗透行为研究

为了进一步研究X80管线钢热影响区组织对氢渗透行为的影响,利用焊接热模拟技术模拟了X80管线钢在不同峰值温度下生成的焊接热影响区,研究了800~1 350 ℃的峰值温度对焊接热影响区的组织、显微硬度和氢渗透行为的影响。焊接热影响区组织分析结果显示,当峰值温度为800 ℃时,组织主要为铁素体和贝氏体,晶粒大小分布不均匀,M-A组元呈岛状;峰值温度为900 ℃时,组织主要为细小的铁素体和粒状贝氏体,晶粒分布均匀,M-A组元呈岛状和粒状;峰值温度为1 150~1 350 ℃时,组织均以粒状贝氏体为主,M-A组元主要分布在原奥氏体晶界处。焊接热影响区硬度试验和氢渗透试验结果显示,显微硬度随着峰值温度的升高,呈先升高后降低趋势,并且发生了明显的软化;随着峰值温度的升高,组织的氢扩散通量和氢表现扩散系数逐渐增大,吸附氢浓度逐渐减小。研究表明,在焊接热影响区组织中,部分相变区的氢脆敏感性最高,容易造成氢聚集,进而引起氢脆等现象。     

X100/X120管线钢的研发和生产

详细介绍了采用高强度管线钢进行天然气传输的经济效益以及高强度管线钢的研究现状,从高强度大直径管线钢的试验和生产实际出发,对材料性能及部分服役行为进行了描述。     

X90和X100管线钢管HAZ夏比冲击韧性研究

对X90和X100管线钢管进行了夏比冲击试验,发现焊缝HAZ韧性有所降低,通过金相组织观察,发现热影响区出现不同程度的板条马氏体组织,经过硬度试验,认为脆硬的板条马氏体的出现降低了焊缝HAZ的韧性指标,是夏比冲击性能不合格的主要原因。将试样在不同温度下进行回火热处理后焊缝HAZ的韧性性能均有明显提高,说明通过热处理能有效地降低甚至消除淬硬组织对焊缝热影响区冲击韧性的影响。     

X70M管线钢管高温拉伸性能研究

为了探究管线钢管在高温条件下的强度及塑性,采用X70M管线钢管进行了室温（20 ℃）与高温（300～600 °C）条件下的拉伸试验,用Boltzmann函数对强度折减系数进行了S曲线拟合。试验结果表明:随着温度的升高,X70M管线钢的屈服强度、抗拉强度均呈下降趋势,屈服强度先于抗拉强度出现下降;断后伸长率随着温度升高无明显变化,但当温度升高至600 ℃时明显升高;均匀伸长率随着温度的升高呈下降趋势,应力-应变曲线由圆屋顶型变为更加陡峭的形状,形变强化和抵抗变形的能力随着温度的升高而下降。     

X65级管线钢板焊接性能研究

利用Gleeble 3500热模拟试验机及相变仪,建立了X65级管线钢板的焊缝热影响区连续冷却转变曲线——SH-CCT曲线,用于研究其焊接性能.按照建立的SH-CCT曲线合理选择焊接工艺,进行厚度为10 mm的X65级管线钢板CO2气体保护焊接,对焊接接头进行了硬度、拉伸及冲击等试验.借助金相显微镜,观察分析了不同冷却速度下的显微组织和焊接接头不同部位的显微组织.结果表明,根据建立SH-CCT曲线所选择的CO2气体保护焊接工艺是合理的,焊接接头具有良好的显微组织和综合性能.     

高Nb X70管线钢焊接连续冷却转变曲线分析

采用焊接热模拟技术测定出首钢研发的X70管线钢焊接连续冷却转变曲线(SH-CCT),获得了X70管线钢焊接粗晶热影响区组织变化规律,组织性能分析表明,首钢生产的X70管线钢淬硬倾向和冷裂纹敏感性较低。