N08825/L450QS镍基复合板焊接工艺及组织性能研究

通过合理的坡口设计,采用MAG+SAW+TIG焊接工艺对N08825/L450QS复合板进行了板-板对接焊试验,并利用拉伸、导向弯曲、夏比冲击、金相和腐蚀试验研究了该焊接接头力学性能、塑韧性能、组织特征及抗腐蚀性能。试验结果表明:焊缝抗拉强度为615 MPa,-30℃下冲击功值高达117 J且导向弯曲无裂纹;覆层熔敷区组织为奥氏体,中心呈等轴状树枝晶,边缘为柱状树枝晶;焊缝晶间腐蚀平均速率为1.101 g/m~2,点蚀平均速率为0.684 mm/a,基层焊缝HIC试验未发现裂纹;各项性能均满足标准要求。     

N08825/L450MS复合管焊缝组织性能及抗腐蚀特性研究

为了解决油田严苛服役条件下管材的耐腐蚀问题,采用拉伸试验、夏比冲击试验、DWTT、弯曲试验、硬度测试、金相分析以及晶间腐蚀试验、HIC试验、SSCC试验等方法 ,对Φ610 mm×20.5(3+17.5)mm规格N08825/L450MS双金属复合管焊缝的力学性能、微观组织和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,试验焊缝的各项力学性能均满足相关标准要求;覆层焊缝中心区金相组织呈等轴状树枝晶形态,边缘呈柱状树枝晶形态,均为奥氏体+铁素体;复合管覆层母材和焊缝抗晶间腐蚀和点蚀性能优良,基层母材及焊缝对HIC和SSCC不敏感,可满足含有H2S和CO2等强腐蚀油气介质的集输要求。     

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。     

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。     

X70海底管线低温断裂韧性试验研究

根据BS7448断裂韧性试验标准,对国内自主研发的X70海底管线钢管管体及焊接接头的低温(0℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行断裂韧性试验,并对其阻力曲线及断口形貌进行了研究分析.结果表明:0℃下管体的CTOD值大于焊接接头,且管体横向略大于管体纵向;熔合线+5 mm位置试样的CTOD值接近管体横向;焊缝、熔合线及熔合线+2mm位置试样的CTOD值相对较低,易产生突进或失稳现象,是断裂韧性最薄弱的部位.     

焊接速度对复合板激光对接接头腐蚀性能的影响

对DSS2205/X65爆炸焊接成形的双金属复合板进行激光穿透对接焊试验,观察了不同的焊接速度下接头的金相显微组织,通过能谱法分析合金元素在焊接接头中的分布,测试了焊接接头复层一侧的动电位极化曲线.结果表明,焊接接头中金相组织沿厚度方向上出现了明显的分层特征;焊缝上部和下部的合金元素发生了相对较小的流动交换;焊接接头复层的极化曲线表明,焊接速度为1.2,1.5,1.8 m/min时接头复层表现出了更好的耐腐蚀性能,而它们的抗点蚀能力随着焊接速度的增大而增大.     

钛/钢复合板熔化焊接接头的组织和性能

研究了以TA1/ X65管线钢为母材的复合板焊接接头的显微组织和性能,对焊接接头弯曲过程进行了有限元模拟分析。结果表明：钛焊缝区显微组织主要为锯齿状α-钛+针状α-钛+晶界β-钛,热影响区组织为粗大的锯齿状α-钛;弯曲试样均在钛层焊缝的热影响区断裂,通过SEM测试发现,断口为韧窝形貌,属于韧性断裂;钛焊缝有限元分析结果得出未焊透区形成缺口效应,在钛焊缝热影响区产生应力集中,随着未焊透尺寸的增大,应力集中加剧,焊接接头的弯曲角度减小,当未焊透达到1.5 mm时,弯曲角度仅为16°。     

X100焊管的组织性能

对X100焊管的母材和焊接接头微观组织及其与力学性能之间的关系进行了研究。结果表明,母材的组织为粒状贝氏体和针状铁素体,且针状铁素体含量较多时,强韧匹配较好,有较好的低温冲击韧性;焊缝组织为针状铁素体和先共析铁素体,不同组织焊缝性能相差不大;热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体,细小弥散的马奥岛有利于热影响区粗晶区获得跟好的强度和韧性,但是较多的马奥岛会提高热影响区的韧脆转变温度。     

X65MS耐酸性埋弧焊管的研制

采用低C、低Mn、微合金化设计和洁净化冶炼、控轧控冷工艺制造的X65MS耐酸性热轧卷板．通过优化焊接工艺参数、采用耐酸性焊接材料、控制焊接热输入、控制钢管成型残余应力等,开发出了X65MS耐酸性埋弧焊管,并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。研究结果表明,焊管管体的屈服强度为460～465MPa,抗拉强度为555～565MPa,焊缝抗拉强度为605-610MPa,管体和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材冲击功大于230J,焊缝冲击功大于130J;按照NACE-0284标准进行HIC测试,母材、焊缝和热影响区裂纹敏感率（CSR）、裂纹长度率（CLR）和裂纹厚度率（CTR）均为零;按照NACE-0177标准进行SSCC测试,采用A溶液,在72％,80％和90％三种载荷下．均未出现断裂,管材表现出良好的力学性能和耐酸性。     

不锈钢2205/X65复合板热处理工艺研究

采用爆炸+轧制工艺制备了2205/X65双金属冶金复合板,对不同热处理状态下的复合板进行了金相组织、力学性能和覆层耐蚀性能检测分析,研究了热处理工艺对2205/X65双金属复合板组织及力学性能的影响。结果表明:采用1050℃固溶+回火工艺,即加热到1050℃,保温30 min,喷水冷却到450℃,然后空冷到室温,复合板的力学性能和耐腐蚀性能优良,可以推荐为2205/X65复合板的热处理工艺。此工艺解决了2205/X65复合板热处理难题,可为复合板的轧制和热煨弯管的热煨工艺提供技术依据。