X120管线钢环缝焊接技术发展答题.docx

X120管线钢环缝焊接技术发展 摘要 本文主要讲述X120管线钢环缝焊接技术发展。这种实芯脉冲熔化极气体保护焊选用 HYPERLINK /dict/search?q=%E5%9F%BA%E7%A1%80%E6%B0%A9FORM=BDVSP6mkt=zh-cn 氩气作为保护气体 HYPERLINK /dict/search?q=%E4%BF%9D%E6%8A%A4FORM=BDVSP6mkt=zh-cn 保护以便于对焊接过程进行控制同时保证低氧和低氢含量。焊缝金属组织根据冶金基本原理，通过对约二十根实验焊丝和几个具有工业规模的加热丝的评估来验证。实验对焊缝金属化学成分和保护气体进行了优化。改进后的组织为针状铁素体穿插在马氏体内(AFIM)。透射电镜是微观组织结构和焊缝金属的分析及设计的首选工具。 关键词 焊接；管线钢；高强度；韧性；微观结构；马氏体；针状铁素体 引言 在开发像X120钢等更高强度管线钢的过程中，一个重大的难题是能否研发出与现有管道施工方法相匹配的环缝焊接技术。成功的高强度管线钢环缝焊接的要求有有效的抗氢致开裂能力，良好的焊接生产率，在保证强度与韧性平衡的同时减少焊工的工作量。本文主要涉及到用于高强度、大直径气体管线钢现场施工的环缝焊接技术的发展。各类管线钢共同发展取得了不菲俄 成果，尽管关注重点是X120，但研究结果对X80和X100也同样适用。本次焊接研究项目包含许多问题，但由于论文篇幅限制，本文只涵盖主线主题—环缝焊接。具体来讲，本文主要包括焊缝金属的冶金设计，焊接过程和参数的优选以及候选焊丝的评估。焊丝的搭配、补焊、氢致裂纹和断裂控制将是以后论文的主题。可以这样说，焊丝的搭配和补焊程序已经成熟，主线焊接技术需要预热100℃，断裂控制方法已由宽板弯曲实验验证。 实验开始之前给出实验所需几条指导原则和目标特性： ?采用工业生产中能是焊缝性能一致、低扩散氢含量的焊接方法。 ?合理设计焊接工艺，易于使用以免焊接熔池产生缺陷 ?最低设计温度:-20℃ ?全焊缝金属性能：屈服强度828MPa，抗拉强度 931 MPa, 最小伸长率 18% ?夏氏冲击试验：84J @ -30 °C, 韧性-脆性转变温度-50 °C ? HYPERLINK /dict/search?q=%E8%A3%82%E7%BA%B9FORM=BDVSP6mkt=zh-cn 裂纹 HYPERLINK /dict/search?q=%E5%B0%96%E7%AB%AFFORM=BDVSP6mkt=zh-cn 尖端 HYPERLINK /dict/search?q=%E5%BC%A0%E5%BC%80FORM=BDVSP6mkt=zh-cn 张开 HYPERLINK /dict/search?q=%E4%BD%8D%E7%A7%BBFORM=BDVSP6mkt=zh-cn 位移 HYPERLINK /dict/search?q=%EF%BC%9AFORM=BDVSP6mkt=zh-cn ：0.13mm @ -20°C. ?管道流体：干燥气体，无H2S -20° C?设计温度表示在更低的温度环境中应用的可能。夏氏冲击试验：84J @ -30°C的目标是海底管道系统 DnV Offshore 标准基于强度理论的延伸（见节C301和表6-3）。韧性-脆性转变温度是为了确保在设计温度下的高温域的断裂行为。断裂力学逐渐演变为在设计条件下的运算，平面型断裂评定的BS 7910标准和有限元分析，考虑了安装载荷和服役载荷（最小屈服强度的72%）。假定包括100%残余应力和一个2 mm深，100 mm长的表面开口缺陷。 冶金设计和焊接工艺选择 传统意义上，管线钢环缝焊接和同等强度的结构焊缝取决于作为基底微观结构的针状铁素体（AF）。对于X120钢的应用，针状铁素体作用不大，反而马氏体、贝氏体，和/或其衍生物决定焊缝金属主要成分。尽管针状铁素体自身作用不明显，但我们仍希望得到少量针状铁素体。具体来说，针状铁素体可以将原奥氏体晶粒打碎成更小的单元，从而有效减小晶粒尺寸。本文将研究不同针状铁素体体积分数和形态的影响。实验采用贝氏体或马氏体以及少量针状铁素体将会导致韧性不足，焊缝金属性能不一致和氢致开裂等问题。实际上，焊缝金属韧性不足和氢致开裂是存在的主要问题。韧性不足主要是由于环焊缝熔池中不可避免的会存在非金属夹杂，高强钢对断裂敏感性高和以板条状组织为中的夹杂容易形成开裂源，同时马氏体又十分敏感。此外，夹杂对材料的韧性断裂产生不利影响;因此，对于板条状结构组织由于其塑性变形能力有限，它们的抗断强度应引起注意。夹杂对焊缝金属组织形成过程的影响是众所周知的，有有利的一面，包括焊缝金属脱氧，通过钉扎作用控制奥氏体晶粒大小和促进针状铁素体形