高钢级厚壁海管拉伸性能试验研究

结合中海油南海荔湾3—1海底输气管道项目,通过试验对高钢级厚壁海管的抗拉强度、屈服强度、屈强比以及延伸率等进行了研究分析。结果表明,无论是纵向还是横向。板状试样的抗拉强度和断后伸长率平均值均高于圆棒试样;而横向板状试样宽度的变化对其抗拉强度的影响很小;上、下表面抗拉强度平均值高于壁厚中心平均值;不同宽度的板状试样,宽度越大,断后伸长率越大;不同壁厚位置的小尺寸棒状试样的断后伸长率变化不大。纵向板状试样的屈服强度、屈强比基本高于圆棒试样;横向板状试样屈服强度、屈强比基本低于圆棒试样,壁厚上、下表面屈服强度、屈强比高于壁厚中心平均值。     

直缝埋弧焊钢管焊缝横向裂纹产生原因分析

针对直缝埋弧焊钢管生产过程中的焊缝横向裂纹,从焊接过程中的应力状态和生产工艺方面分析了焊缝横向裂纹产生的原因,并指出通过改进焊接材料及相关的焊接设备、降低焊接时的低熔点杂质铜含量以及降低焊接过程中的纵向拉应力等途径可有效防止焊缝横向裂纹的产生,保证焊接质量。     

高Nb X80管线钢的应变时效研究

介绍了高Nb X80管线钢在1%,2%,3%环向应变低温时效表现出的较高屈强比以及较差力学性能,在管线钢的后续应用中带来了很多安全隐患.通过试验的方法,在650℃下对母材进行高温预回火50 min后应变时效发现,高温预回火能提高强度的同时,也能降低屈强比,从而提高了X80管线钢的综合力学性能,为研究高Nb管线钢的应变时...     

直缝埋弧焊管横向裂纹探伤分析

简要介绍了水柱式（射流）超声波探伤的工作方式及原理。分别采用手动超声波探伤、X射线拍片、荧光磁粉检查及金相分析等方法,对X65级?准 660 mm×12.7 mm直缝埋弧焊管生产过程中发现的焊缝横向裂纹进行了分析及识别。分析了横向裂纹的形成机理,并通过控制焊缝中S和P等有害杂质元素的含量,优化焊接工艺,做好焊接前原料（如板边坡口）的除锈等,改善焊接环境等措施,可有效防止和消除焊缝横向裂纹的产生,保证焊管焊缝质量。     

螺旋埋弧焊管的各向异性及其抗变形性能研究

为了研究螺旋埋弧焊管各向异性的规律,对API X52～X100螺旋埋弧焊管管体横向和纵向力学性能试验结果进行了对比,并对其拉伸应变性能进行了分析。研究结果发现,热轧板卷的各向异性和焊管制造工艺均会造成焊管力学性能方面的各向异性。螺旋埋弧焊管的管体纵向屈服强度及屈强比明显要高于横向;抗拉强度则略高于管体横向;且管体纵向的屈强比偏高。如果采用合适的工艺,也可以生产出低屈强比的螺旋焊管。另外,螺旋埋弧焊管中的静水压试验和防腐工序也会提高螺旋焊管的屈服强度及屈强比指标,其对焊管应变特性的影响也不应忽视。     

12Cr1MoVG钢焊接接头热裂纹原因分析及对策

针对12Cr1MoVG钢高压集箱焊接接头出现的热裂纹,随机抽查6个不同厂家批次的相同牌号的焊条,通过对外观质量、熔敷金属化学成分、性能评价及产品模拟试件的比较,分析了熔敷金属的Mn/Si比值、Mn/S比值及屈强比。优选了对母材适应性较强的焊接材料进行施焊,并采取必要的工艺措施,焊缝金相组织索氏体含量增高,块状铁素体含量减少,强度及韧性增加,抗裂纹生成及扩展能力增强,有效解决了焊接热裂纹问题。     

SA302Gr.B汽包环缝横向裂纹分析

对SA302Gr.B钢制汽包环焊缝横向裂纹进行了金相及断口分析。认为焊缝金属的组织、焊接接头较大的拘束应力和较高扩散氢含量是环缝出现大量横向裂纹的主要原因。     

X90螺旋埋弧焊管焊缝横向裂纹分析

为了提高X90螺旋埋弧焊管的焊缝质量,推动其工程服役的快速发展,对X90螺旋埋弧焊管的焊接接头以及焊缝横向裂纹进行了金相分析,并对横向裂纹的产生原因进行了分析与讨论。焊缝横向裂纹显微形貌和能谱检验结果表明,在焊接工艺不稳定情况下,制管工序中焊缝承受的多种拉应力叠加后作用于焊缝内残留焊剂部位,导致该部位的拉应力超越材料强度极限引发裂纹萌生和扩展;横向裂纹在纵向截面上起源于焊缝中的残留焊剂,由内焊缝向外焊缝扩展,而其在水平截面上由焊缝向母材扩展;随着远离起裂源点,裂纹断口形貌呈现由准解离断裂向解离断口渐变,整体表现出脆性断裂特征。     

焊缝结晶过程中的变形规律与热裂纹的形成

用一套差动测试系统可将焊缝收缩与母材热影响区的膨胀区分开而测得焊缝结晶过程中的真实自由收缩量，采用深孔测量法可在接近熔合线处直接测得高拘束度时焊缝结晶过程中的实际变形量。从而了解焊缝结晶过程中的内部变形规律。同时在研究焊接线能量对这一规律影响的基础上，对热裂纹的形成和发展机理进行了深入分析，为进一步探索防止焊缝热裂纹的工艺措施提供了重要的理论依据。     

0.8设计系数用X80管线钢失效评估曲线研究

为了研究西气东输三线用0.8设计系数X80管线钢断裂性能,通过单轴拉伸和断裂韧性试验建立失效评估曲线和拟合方程,对3种不同屈强比的0.8设计系数X80管线钢管进行了失效评估。结果表明:与常用X80管材的失效评估曲线不同,选择3曲线并不是最保守曲线;高、低屈强比钢管的评估曲线在载荷比大于某一临界值时发生分离,高屈强比钢管的评估曲线在低屈强比钢管的评估曲线之下;屈强比大于0.9时,安全应用范围迅速减小。     

海底尾水排放用X65MO超厚壁螺旋埋弧焊管的开发

为开发适用于尾水排放并满足海底运行条件的螺旋埋弧焊管,通过化学分析、显微组织分析和力学性能试验等方法,开发出一种低C及Mn-Cr-Mo-Nb系合金体系、多边形铁素体+粒状贝氏体+少量珠光体组织特征的X65MO材质、25.4 mm超厚壁热轧卷板。同时,通过径厚比、板宽、成型角对成型质量的影响规律和焊接线能量对焊缝质量的影响规律进行分析研究,确定出小径厚比、超厚壁Φ1 219 mm×25.4 mm钢管的成型参数和焊接参数,获得了低残余应力和高焊接质量的钢管,并且对试制的螺旋埋弧焊管的理化性能进行了检测。结果显示,钢管母材屈服强度为475～560 MPa,抗拉强度为570～635 MPa,焊缝抗拉强度为590～690 MPa;-10 ℃下的母材、焊缝和热影响区夏比冲击功平均值分别达到427 J、207 J和215 J,0 ℃下DWTT剪切面积平均值为98%;母材、焊缝和热影响区硬度最大值为241HV10。研究表明,试制的海底尾水排放用X65MO钢级Φ1 219 mm×25.4 mm超厚壁螺旋埋弧焊管具有良好的力学性能,可满足API SPEC 5L（46版）标准和工程技术条件要求。     

P110钢级中大直径高频电阻焊表层套管研制

为了满足深井超深井油气开采对中大直径高钢级表层套管的需求,采用中低碳加少量Cr、B元素成分设计,并使用高频电阻焊+全管体调质热处理工艺技术,开发试制了Φ244.48 mm×11.05 mm P110钢级石油套管。结果表明,试制产品的屈服强度、抗拉强度和延伸率的平均值分别为895 MPa、975 MPa、25.0%;0℃下3/4尺寸母材和焊缝横向冲击功平均值分别达到77 J和73 J,基本实现母材与焊缝“等韧性”匹配;接头螺纹连接强度> 6 176 kN,抗内压强度> 60 MPa,抗外压挤毁强度平均值达43.5 MPa,各项性能指标均符合API SPEC 5CT、API TR 5C3等标准要求,能够满足深井超深井用高钢级表层套管安全服役要求。     

激光焊接参数对1.2 mmTC4钛合金薄板焊缝的影响

为了研究激光焊接参数对钛合金焊缝的影响,对厚度1.2 mm的TC4钛合金板材进行光纤激光焊接。分别采用单因素试验和正交试验研究了不同的激光工艺参数对焊缝形貌及力学性能的影响。单因素试验结果表明:焊缝熔宽随着激光功率的升高大体呈上升趋势,焊缝背宽比随着激光功率的升高先增大然后趋于稳定;焊缝熔宽随着离焦量的增大逐渐减小,当离焦量达到4 mm时,出现未焊透现象;焊缝尺寸随着焊接速度波动变化,当焊速大于1.5 m/min时,焊缝尺寸呈现减小趋势。正交试验结果表明:激光功率对抗拉强度的影响较大;而对于延伸率,相较于激光功率,离焦量和焊接速度对延伸率的影响水平相当。     

X80管线钢管环焊缝二级安全评定研究

根据英国结构完整性评定方法BS 7910:2005标准,在给定裂纹尺寸、载荷条件下,针对国产高铌X80管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹、埋藏裂纹进行二级安全评定。根据母材、全焊缝拉伸试验和CTOD（裂纹尖端张开位移）试验结果,建立了高铌X80管线钢管环焊缝接头的二级评定曲线。结果显示,评定点均在评定曲线范围内,说明该结构是安全的。研究结果为国产高铌X80钢管的工程应用提供了依据。     

高强度管线钢焊接性影响因素分析

为了使X80～X120高强度管线钢焊接时获得高强韧性焊接接头,避免产生冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷,针对高强度管线钢的焊接性影响因素进行了分析论述,包括冷裂纹产生的原因及影响因素、管线钢的HAZ软化及脆化影响因素等。重点对管线钢的焊缝与管材的强韧匹配以及管线钢焊接工艺进行了分析研究。研究结果表明,高强度管线钢焊接时,应依据等韧性原则来选用接头的匹配,选择合适的预热温度、含氢量较小的焊接材料、合理的焊接热输入,保证焊接接头具有足够的韧性,满足实际需要。同时针对冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷提出了合理的控制措施。     

Q345R钢厚板焊接接头断裂疲劳性能试验研究

对60mm厚度的Q345R钢手工焊焊接接头的金相组织、断裂性能和疲劳性能进行了试验研究,讨论了厚板焊接接头在母材、焊缝和热影响区的断裂韧度JIC和不同深度下的疲劳裂纹扩展速率变化情况。结果表明:①Q345R钢厚板焊接接头焊缝区组织为细化均匀的铁素体和少量珠光体,热影响区和母材组织均为粗大铁素体和少量珠光体。②焊缝的断裂韧度(309.35kJ/m2)较母材(227.97kJ/m2)和热影响区(237.26kJ/m2)好,热影响区和母材断裂韧度接近。③在相同应力强度因子幅下,焊缝区材料的疲劳裂纹扩展速率低于母材,坡口中间层疲劳裂纹扩展最慢。④热影响区不同深度试样的疲劳裂纹扩展速率一致,比母材稍慢。⑤应力比对热影响区疲劳裂纹扩展速率没有影响,但对焊缝区试样有一定影响,当应力强度因子幅小于30MPa槡m时,应力比大,裂纹扩展速率快。     

高强度管线钢焊接性研究现状

为了进一步提高我国高强度管线钢的焊接水平,促进管线工程以及焊接技术的发展,根据目前我国管道工程的发展, 讨论了高强度管线钢存在的焊接性问题,主要针对焊缝金属的强韧化匹配问题、冷裂纹问题以及HAZ的脆化问题的研究现状进行了总结。同时,结合存在的焊接性问题提出了相应的预防措施,建议提高焊接接头的韧性可以通过成分、工艺两方面因素来考虑;防止冷裂纹产生可从氢含量、淬硬组织、应力三个方面进行控制;提高焊接热影响区的韧性,可以采用激光焊、超窄间隙GMA焊、脉冲MAG焊等低热输入的焊接方法。