Nb-CrX80管線鋼管焊接接頭斷裂韌性

根據(jù)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)bs7448,對(duì)uoe直縫埋弧焊管不同鋼級(jí)管線鋼焊接接頭進(jìn)行裂紋尖端張開(kāi)位移（ctod）斷裂韌度測(cè)試。結(jié)合加拿大標(biāo)準(zhǔn)csaz662-07及挪威船級(jí)社規(guī)范ndv-os-f101,在試樣形式選擇、缺口取樣方向、后期金相檢驗(yàn)等方面對(duì)斷裂韌性評(píng)定方法加以完善。試驗(yàn)結(jié)果表明x70、x65級(jí)管線鋼均具有良好韌性,符合規(guī)范ndv-os-f101的要求。x70級(jí)管線鋼焊接接頭各區(qū)域韌性分布規(guī)律為：母材性能最好,焊縫次之,熱影響區(qū)（haz）相對(duì)較差。x65級(jí)管線鋼其haz的韌性優(yōu)于母材和焊縫。其原因是：x65級(jí)鋼母材含有一定氣孔、夾雜,斷口出現(xiàn)分層裂紋,導(dǎo)致ctod結(jié)果分散性大。另外,x65焊縫組織為混晶組織分布不均,含有大量m-a脆性組織物,導(dǎo)致韌性下降。該評(píng)定結(jié)果為海底管線鋼制造工藝改進(jìn)提供了依據(jù),也為海洋工程結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估奠定了基礎(chǔ)。

２００３年增刊 ?　４１　? 機(jī)械動(dòng)力學(xué)專集 靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)加載的加載速度和試樣變形速度 比較低，未計(jì)及其對(duì)斷裂過(guò)程帶來(lái)的影響。在高的加 載速度和試樣變形速度情況下，材料變形和斷裂的 性質(zhì)發(fā)生了改變。當(dāng)加載速度提高時(shí)，材料塑性變形 過(guò)程受到了約束和限制，使材料的屈服點(diǎn)升高，塑性 有可能降低，形變硬化過(guò)程也受到影響，從而增加了 材料的脆化傾向。對(duì)含缺口、裂紋等缺陷的構(gòu)件，即 使加載速度并不高，在缺口、裂紋的尖端也能達(dá)到很 高的變形速度，此時(shí)同樣會(huì)增加材料的脆化傾向。因 此，在高速?zèng)_擊載荷作用下，焊接接頭的沖擊斷裂韌 性應(yīng)該與在靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)載荷作用下有很大不同。 一、試驗(yàn)安排 試驗(yàn)利用ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ小氣炮加載裝置［１］對(duì)沖擊 試樣進(jìn)行高速?zèng)_擊加載。試驗(yàn)中子彈質(zhì)量ｍ１＝３． ０８３ｋｇ，沖擊桿質(zhì)量ｍ２＝６．５ｋｇ。為了研究焊接組配、 沖擊速度及焊縫不同區(qū)域?qū)附咏宇^

采用h08mnmoa焊絲埋弧焊焊接x80管線鋼.利用掃描電鏡分析焊接接頭微觀組織;采用動(dòng)電位極化和電化學(xué)阻抗法研究了x80管線鋼其焊接接頭在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中的腐蝕行為.結(jié)果表明,在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中,由于顯微組織上的差異,x80鋼母材的耐點(diǎn)蝕性能最好;焊縫在短時(shí)間內(nèi)的耐點(diǎn)蝕性能基本與母材處于同一水平,但長(zhǎng)時(shí)間浸泡后的耐點(diǎn)蝕性能卻比母材要差;熱影響區(qū)的耐點(diǎn)蝕性能最差,且相對(duì)于母材和焊縫的差值較大.

采用裂紋尖端張開(kāi)位移(ctod)測(cè)試技術(shù)和金相顯微組織分析,設(shè)計(jì)2種三點(diǎn)彎曲試樣,測(cè)試了x70管線鋼埋弧焊焊接接頭低溫-10℃的斷裂韌性,比較接頭焊縫、熱影響不同區(qū)域金屬斷裂韌性,分析組織結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示,焊縫中心金屬性能均勻,裂紋尖端張開(kāi)位移平均值為0.346mm,斷裂韌性小于熱影響區(qū)穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展的ctod值。熱影響區(qū)組織不均勻,包括穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展和中途失穩(wěn)斷裂,出現(xiàn)不同特征的ctod值。熱影響細(xì)晶區(qū)組織為細(xì)小的多邊形鐵素體和珠光體,在-10℃環(huán)境下仍有良好的低溫韌性。熱影響粗晶區(qū)組織主要是板條狀貝氏體和粒狀貝氏體,而且晶粒尺寸粗大,該區(qū)域在-10℃時(shí)容易失穩(wěn)斷裂,呈現(xiàn)低溫脆性。

采用表面機(jī)械研磨(smat)技術(shù)對(duì)x80管線鋼的焊接接頭進(jìn)行了表面自身納米化處理,利用金相顯微鏡(om)、透射電子顯微鏡(tem)和x射線衍射技術(shù)(xrd)研究了表面自身納米化處理后試樣表面微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:經(jīng)smat處理后,可以在x80管線鋼的焊接接頭表面形成一定厚度的等軸、取向隨機(jī)的納米晶粒;隨距處理表面深度的增加,晶粒尺寸逐漸增大;smat處理時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)對(duì)表層晶粒尺寸影響不大;smat處理可以實(shí)現(xiàn)x80管線鋼的焊接接頭組織的連續(xù)化和均勻化。

對(duì)x100管線鋼管直縫雙面埋弧焊接頭進(jìn)行了微觀組織、顯微硬度、拉伸及沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:x100管線鋼雙面埋弧焊焊縫金屬的顯微硬度高于母材,熱影響區(qū)的顯微硬度低于母材,焊接接頭存在haz軟化問(wèn)題;橫向焊接接頭的抗拉強(qiáng)度滿足iso3183—2007的要求,抗拉強(qiáng)度值高于母材縱向,但低于母材橫向;埋弧焊焊縫金屬的韌性良好,韌脆轉(zhuǎn)變溫度為-53℃;焊接熱影響區(qū)的韌性較差,韌脆轉(zhuǎn)變溫度約為7℃。

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通過(guò)拉伸試驗(yàn)分析了x80管線鋼母材及其焊接接頭拉伸性能,采用掃描電鏡及其能譜分析儀觀察了上述材料的斷口形貌與化學(xué)成分,并對(duì)其斷裂行為進(jìn)行了研究.結(jié)果表明:母材延伸率和斷面收縮率大于焊接接頭,母材為韌性斷口,而焊接接頭為出現(xiàn)分層現(xiàn)象的韌斷+脆斷斷口;母材纖維區(qū)面積及韌窩尺寸均大于焊接接頭,母材放射區(qū)形貌為韌窩結(jié)構(gòu),而焊接接頭為解理形貌,母材與焊接接頭的剪切唇區(qū)均為解理形貌;焊接接頭中夾雜物以硫化物和氧化物為主,是焊接接頭力學(xué)性能降低的重要因素.

基于斷裂力學(xué)理論,針對(duì)q500鋼焊接接頭評(píng)價(jià),以更簡(jiǎn)便的計(jì)算q500鋼焊接接頭kc值和防斷分析為目標(biāo),考慮冶金質(zhì)量和板厚影響的系列溫度夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合深缺口寬板拉伸試驗(yàn)結(jié)果,得出了q500鋼焊接接頭斷裂韌性kc的表達(dá)式。

通過(guò)分別對(duì)2.25cr-1mo鋼窄間隙焊焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區(qū)的四組“柔度”法測(cè)試的“δ_(r)-曲線”和多試法測(cè)試的結(jié)果比較。證明了“柔度”法測(cè)試焊接接頭斷裂韌性的可靠性;探討了在測(cè)試接頭“δ_r-曲線”試驗(yàn)過(guò)程中,開(kāi)始停機(jī)點(diǎn)和加載范圍的選取及裂紋擴(kuò)展量的測(cè)定。進(jìn)而使“柔度”法可在工程應(yīng)用中單獨(dú)測(cè)試鋼材及其接頭的斷裂韌性。

依據(jù)bs7448試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),探討了在低溫下超大尺寸焊接接頭裂紋尖端張開(kāi)位移(ctod)的試驗(yàn)及結(jié)果。測(cè)試了在0℃下埋弧焊工藝的大厚焊接接頭焊縫金屬和熱影響區(qū)的ctod斷裂韌性,試驗(yàn)表明,試件均滿足dnv標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小特征ctod值為0.15mm的要求。試驗(yàn)結(jié)果為評(píng)價(jià)大尺寸焊接接頭的焊后熱處理規(guī)范提供了依據(jù),95mm厚的d36鋼板埋弧焊焊焊接接頭可以在不進(jìn)行焊后熱處理的情況下使用,這對(duì)于海洋鋼結(jié)構(gòu)焊接來(lái)說(shuō),將大幅降低建造成本,具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義。

本文對(duì)羊湖水電站現(xiàn)場(chǎng)焊接壓力鋼管試件的接頭韌性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了焊接接頭韌性分布規(guī)律及影響因素。

80管線鋼焊接

80管線鋼焊接PPT

采用管道輸送石油或天然氣是最經(jīng)濟(jì)、最安全的運(yùn)輸方式。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,天然氣工業(yè)越來(lái)越受到重視。我國(guó)在西氣東輸國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)中,對(duì)x70、x80管線鋼進(jìn)行了成功的研制、開(kāi)發(fā)。在西氣東輸二線工程中,將大規(guī)模的采用x80鋼進(jìn)行管線鋪設(shè)。介紹了西氣東輸二線工程的幾個(gè)突出特點(diǎn)。論述了高強(qiáng)度管線鋼的發(fā)展歷程。并且對(duì)于管線鋼的三個(gè)類型進(jìn)行了分析。重點(diǎn)論述了x80鋼的焊接性,分析了焊接裂紋、haz的軟化、焊縫與管材的強(qiáng)韌匹配等。并且對(duì)于x80鋼的試驗(yàn)、研究、以及焊接等應(yīng)用情況做了介紹。

焊接接頭斷裂韌性數(shù)據(jù)表征斷裂力學(xué)性能,對(duì)焊接工藝評(píng)定(pqr)、工程臨界評(píng)估(eca)的準(zhǔn)確性有較大影響。本文針對(duì)焊接接頭的兩種斷裂形式:塑性斷裂與脆性斷裂,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)bs7910介紹了各自的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法、mote方法、簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法、mml方法。

采用表面機(jī)械研磨處理(smat)技術(shù)對(duì)x80管線鋼焊接接頭進(jìn)行了表面自身納米化處理。分析了smat前后x80管線鋼焊接接頭的疲勞及電化學(xué)腐蝕特性。結(jié)果表明,對(duì)x80管線鋼焊接接頭進(jìn)行90min的smat后,可以在x80管線鋼焊接接頭表層一定深度范圍以內(nèi)獲得納米晶組織,納米晶尺寸分布為5～15nm;在近似服役條件下的全應(yīng)力范圍內(nèi),smat可以顯著延長(zhǎng)x80管線鋼焊接接頭的疲勞壽命,其疲勞極限可提高13%;smat可提高x80管線鋼焊接接頭的電化學(xué)腐蝕性能,使其電化學(xué)腐蝕傾向和自腐蝕電流密度均有所降低。

個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用 1/1 鋼管樁焊接接頭 采用焊接的方法 (1> 管端的浮銹，油污等臟物必須清除，潮濕處應(yīng)烘干，管徑經(jīng)錘打后如有變形，應(yīng)整修合格 。 (2>焊接時(shí)應(yīng)校正垂直度，間隙應(yīng)為2-4mm。 (3>焊絲使用前應(yīng)經(jīng)200～300℃烘干2h，并存放在烘箱內(nèi)，維持恒溫150℃。 (4>鋼管樁應(yīng)采用多層焊，每層焊縫的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，焊渣應(yīng)清除。 (5> 當(dāng)風(fēng)速大于10m/s或氣溫低于0℃及雨雪天氣，樁管潮濕又無(wú)措施保證質(zhì)量時(shí)，不得施焊。 (6>每個(gè)接頭焊接完畢,應(yīng)冷卻1min后，方可繼續(xù)錘擊。

通過(guò)對(duì)溶劑脫瀝青裝置加熱爐爐管法蘭焊縫開(kāi)裂原因的分析,闡述了鉻鉬鋼爐管施工中對(duì)焊縫應(yīng)進(jìn)行有效熱處理的重要性,指出焊縫硬度必須控制在225hb以內(nèi)。

利用機(jī)械噴丸技術(shù)對(duì)x70管線鋼焊接接頭進(jìn)行了表面強(qiáng)化處理,對(duì)x70管線鋼基材、原始狀態(tài)焊接接頭和噴丸處理后焊接接頭試樣的拉伸力學(xué)性能進(jìn)行了分析,用掃描電鏡觀察了其斷口形貌,對(duì)其斷裂機(jī)理進(jìn)行了探討。試驗(yàn)結(jié)果表明,x70管線鋼基材具有連續(xù)屈服特征,無(wú)明顯的屈服平臺(tái),延伸率達(dá)到38%,拉伸斷口出現(xiàn)明顯的分層開(kāi)裂現(xiàn)象;x70管線鋼經(jīng)過(guò)焊接后,原始狀態(tài)焊接接頭屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后收縮率明顯小于基材;經(jīng)噴丸處理后,x70管線鋼焊接接頭抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率有了明顯的提高。噴丸處理使得焊接接頭表面發(fā)生塑性變形,表面裂紋和孔洞減少,是提高x70管線鋼焊接接頭的抗拉強(qiáng)度的主要因素。

小徑管的射線檢測(cè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)成為一個(gè)非常成熟的無(wú)損檢測(cè)工藝，在特種設(shè)備檢驗(yàn)行業(yè)中廣泛使用。各檢測(cè)機(jī)構(gòu)都有自身的檢測(cè)工藝，現(xiàn)就本公司的工藝作探討。

高NbX80管線鋼焊接熱影響區(qū)顯微組織與韌性