LNG储罐9%Ni钢TIP-TIG立焊接头组织及性能

文中将新型TIP-TIG全自动焊技术用于液化天然气(LNG)储罐内罐的焊接,通过电子显微镜、能谱分析、X射线衍射等测试手段,对比研究了TT焊、SMAW焊接头显微组织、力学性能和低温冲击韧性。结果表明,TT焊接头具有强度高低温韧性好的优点,这主要归因于TT焊热输入小、焊接过程稳定、焊接工艺参数波动小,使得焊接接头成形良好、熔合比小,焊缝组织主要为晶粒细小的奥氏体,元素脱溶析出较少,析出相也是Mo含量较高的富Mo相,这种晶间析出相阻碍位错滑移,具有一定析出强化的作用,较少的析出相避免了因为夹杂物引起应力集中而形成孔洞形核,提高了接头韧性。随着该焊接方法自动化程度的提高,未来可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。创新点： 对比研究了TT焊、SMAW焊接接头的力学性能,TIP-TIG焊具有热输入量小、焊接过程稳定、接头成形好、熔合比小,焊缝晶粒细小的特点,使得TT焊接头具有强度高、低温韧性好的优点,可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。     

9Ni钢埋弧自动焊接工艺试验研究

为了验证国产焊材与国产9Ni钢材在埋弧自动焊接工艺上的焊接适应性,选用12mm和20mm板厚的国产9Ni钢板、三种焊接参数(热输入量大、中、小)完成了9Ni钢埋弧自动焊横焊位置的焊接工艺试验,并通过焊接接头力学性能(包括:拉伸、弯曲、低温冲击、CTOD及DWTT)和显微组织验证、分析和整理不同焊接参数及板厚的焊接接头性能,获得国产焊材与国产9Ni钢材埋弧自动横焊焊接接头的性能试验报告,各项指标满足标准规范要求,验证了国产焊材与国产9Ni钢板的焊接适应性和匹配性。     

LNG储罐9Ni钢环缝TT自动焊焊接工艺

基于LNG储罐内罐环缝全自动TT焊接系统,通过对不同壁厚的9Ni钢板进行环缝TT自动焊焊接试验,观察焊缝成形,并结合无损检测及理化性能试验,分析焊缝质量,总结出一套适合9Ni钢环缝焊接的TT全自动氩弧焊接工艺。根据试验研究发现,此TT工艺完全适用于9Ni钢板环缝焊接,且焊缝成形良好,接头性能优异,各指数都高于标准要求,可以有效提高LNG储罐内罐的焊接质量,大幅减少焊材消耗,并减少工作量,从而节约成本、控制质量。     

LNG储罐用9Ni钢焊条电弧焊接头的组织与性能

采用国产的CHNiCrFe-9型镍基焊条进行9Ni钢焊条电弧焊试验,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微组织分析和扫描电镜(SEM)分析等方法,分析焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝金属由奥氏体基体和富Nb复杂碳化物组成,枝晶偏析严重,晶粒较为粗大;断口主要由大而深的韧窝组成,属于韧性断裂;试样的抗拉强度平均值为736 MPa;焊接接头的横向面弯测试不合格。根据试验结果分析焊缝金属弯曲性能不合格的原因,为9Ni钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制定焊接工艺具有一定的指导意义。     

LNG低温储罐用9Ni钢的焊接性能研究

本文主要介绍了9Ni钢的焊接性能.从9Ni钢的成分、组织、热处理工艺、焊接材料的选择、焊接接头的低温韧性、焊接热裂纹、焊接冷裂纹、电弧的磁偏吹等方面阐述了9Ni钢材料的焊接性能.从本质上了解9Ni钢的焊接性能,为我国LNG储罐发展提供技术支持.     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

9Ni钢大型LNG低温储罐的焊接施工

大型LNG储罐内罐材料采用9Ni钢,该钢种在焊接冶金反应和热循环的作用下,其组织和成分改变,产生脆性相,低温性能下降,冷、热裂纹倾向增大,焊接施工比较复杂;分析了9Ni钢低温储罐的焊接特点,介绍了9Ni钢低温储罐采用的埋弧自动横焊和焊条电弧焊焊接工艺,并叙述了实际施工中采取的工艺措施,包括焊接材料管理、焊接工艺参数、内罐底板与内罐壳体板焊接施工顺序和焊接工艺,这些工艺控制了焊接线能量,提高了生产效率,有效地保证大型LNG低温储罐焊接施工质量.     

热处理对9Ni钢焊接接头组织与性能的影响

对9Ni钢焊接接头分别进行了QT处理和IHT处理,采用拉伸、硬度、冲击试验,断口电镜扫描等方法研究了两种热处理对焊接接头显微组织及性能的影响。结果表明,未经热处理时焊缝的组织为细晶铁素体+针状铁素体;QT处理后焊缝的组织为马氏体+奥氏体;IHT处理后焊缝组织为马氏体+奥氏体+铁素体。QT与IHT处理均能使9Ni钢焊接接头的强度、硬度下降,塑性上升;IHT处理后焊接接头的伸长率达到29.0%,塑性优于QT态。经QT和IHT处理后,焊缝的低温冲击吸收能量分别从48 J上升至78 J和100 J;IHT处理可明显提升焊缝的低温韧性,其冲击断口为典型的韧性断裂。     

LNG储罐9Ni钢底板焊接及变形控制

介绍了大型LNG储罐9M铜底板安装制造的焊接工艺及变形控制方法,实践证明合理的焊接工艺及防变形措施可以有效地避免应力集中、变形过大,并可确保材料的低温韧性,同时也是保证储罐整体施工质量的关键环节.     

LNG储罐用9Ni钢的焊接材料与工艺

在简述LNG储罐用9Mi钢的基础上,对其焊接材料与工艺进行了综述性介绍.在焊接材料方面,介绍了主要性能评价指标和常用焊接材料类型,并对新研制的9Ni钢Nj基焊条与国内的应用情况进行了叙述;在焊接工艺方面,介绍了9Ni钢的焊接工艺要点.     

9％Ni钢的焊接技术

由于天然气的需求呈日益增长的趋势,国际上油气长输管线及液化天然气的输送与储存设施工程迫切需要低温钢材料及其焊接技术.目前,我国与世界其他国家都把发展天然气储存与运输设施的建设作为能源储备战略的重要任务.研究9%Ni钢的焊接技术就是当务之急,在分析该钢焊接性的基础上,合理连用焊接方法、焊材及焊接参数才可获得低温冲击韧性优良的焊接结构.     

LNG储罐用9Ni钢焊接接头的组织与性能

采用手工电弧焊、埋弧焊对9Ni钢板进行焊接,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）观察焊缝及热影响区的组织,通过拉伸、弯曲、冲击、硬度试验研究了焊接接头的力学性能。结果表明,两种焊接方法下焊缝组织主要由奥氏体和析出相组成,焊接热影响区组织主要为板条马氏体;焊缝的化学成分与母材匹配良好,焊接接头强度高、低温冲击性能和弯曲性能良好。     

45钢钻杆惯性摩擦焊接头组织与性能研究

通过探究45钢钻杆惯性摩擦焊接工艺,揭示热处理工艺对接头组织性能的影响。结果表明,在摩擦时间为18 s,摩擦压力为3 MPa,顶锻压力为7 MPa时,获得焊合良好、无缺陷的接头;焊接接头以先共析铁素体和珠光体为主,母材为沿晶界块状铁素体和珠光体组成,断口以准解理脆性断裂为主;热处理后,焊缝与母材组织细小,状态一致,断口以韧窝型为主,伴有少量解理断裂特征,综合力学性能提高。     

焊条电弧焊9％Ni钢焊接接头性能分析

本文对LNG低温储罐用9％Ni钢进行焊接性分析,采用焊条电弧焊进行平焊及立焊2种焊接位置的焊接试验,并对焊接接头进行力学性能、宏观形貌、断口形貌及金相组织分析,为LNG低温储罐的焊接施工起一定的指导作用。     

9％Ni钢焊接工艺的研究

本文通过对9％Ni钢选用日本神钢焊材采用埋弧焊（交流）及焊条电弧焊（交流），在焊态及560℃×6h退火态下各项性能试验的对比分析，结果证明不论是埋弧焊还是焊条电弧焊在560℃×6h退火态下其热影响区-1960CAKV冲击韧性比焊态下的韧性要好，且均有一定的富裕量；560℃×6h退火态下热影响区硬度值比焊态下有明显下降，但能满足强度要求；两种状态下焊缝组织均为奥氏体，母材及热影响区组织均为贝氏体＋马氏体；综合分析采用两种焊接方法不论是焊态下还是在退火态下其各项力学性能指标均能满足大型LNG储罐的设计要求。同时，试验结果证明9％Ni钢焊接采用小的热输入量、多层多道焊工艺，其焊接接头一定能获得良好的低温韧性。     

0Cr18Ni9不锈钢搅拌摩擦焊接头的微观组织和性能

采用搅拌摩擦焊工艺对3mm厚0Cr18Ni9不锈钢板进行了对接焊接。焊接接头内形成了焊核区、热力影响区和热影响区三个区域。焊核区由动态再结晶组织构成;热力影响区内的组织发生了不同程度的变形;热影响区由不完全再结晶组织构成。焊核区发生了明显的加工硬化现象,其显微硬度(HV)与母材相比提高了22%。在搅拌头旋转速度600r/min、焊接速度70mm/min下,接头的拉伸强度最高,达到412MPa。     

0Cr18Ni9不锈钢搅拌摩擦焊接头的微观组织和性能

采用搅拌摩擦焊工艺对3mm厚0Cr18Ni9不锈钢板进行了对接焊接。焊接接头内形成了焊核区、热力影响区和热影响区三个区域。焊核区由动态再结晶组织构成；热力影响区内的组织发生了不同程度的变形；热影响区由不完全再结晶组织构成。焊核区发生了明显的加工硬化现象，其显微硬度（HV）与母材相比提高了22％。在搅拌头旋转速度600r／min、焊接速度70mm／min下，接头的拉伸强度最高，达到412MPa。     

LNG储罐用9%Ni钢及其焊接性

回顾总结了液化天然气低温储罐用9%Ni钢的研究和发展,对9%Ni钢的显微组织结构、力学性能以及现场焊接性进行了介绍.使用最普遍的淬火 回火态9%Ni钢的组织形态主要为回火马氏体,并分布有少量残余奥氏体.9%Ni钢具有很高的强度和良好的低温韧性,焊接性良好,冷裂敏感性较低,采用合适的焊接工艺措施,可防止热裂纹的出现,获得具有良好低温韧性的焊接接头.9%Ni钢焊接时,焊接热输入一般控制在7～35 kJ/cm,多层焊层间温度应控制在100℃以下.     

不同两相区淬火温度对9Ni钢组织与性能的影响

通过SEM、XRD、疲劳试验机、冲击试验机等分析了620～680℃区间不同两相区淬火温度对9Ni钢强度和低温冲击性能的影响.结果表明,回转奥氏体含量和稳定性对材料性能影响显著,随着两相区淬火温度的升高,9Ni钢抗拉强度不断增大,而低温冲击性能呈现先升高后降低的非线性趋势.在640℃时,试样的回转奥氏体含量最高,达9.6...     

EH40船用高强钢双丝气电立焊接头组织与性能

对板厚68 mm的EH40船用高强钢进行了热输入分别为382、440和450 kJ/cm的双丝气电立焊试验,借助焊接接头的拉伸试验、冲击试验、硬度测试及显微组织分析等方法,研究了热输入对EH40钢大厚板双丝气电立焊接头组织和性能的影响。结果表明,大热输入焊接主要通过控制针状铁素体形核长大、改变晶界铁素体形貌及奥氏体晶粒大小来影响EH40钢焊接接头的组织和性能。随着热输入增加,接头强度降低,热影响区软化倾向增大。热输入过大或过小都对焊缝金属韧性不利,纵观焊接接头整体力学性能的变化,在坡口角度20°、间隙8 mm条件下,其最佳的热输入为400~440 kJ/cm。