不同钢厂X80级管线钢焊缝组织、性能的分析和比较.pdfVIP

第24卷 第3期 江 汉 石 油 科 技 Vo1．24 No．3 2014年9月 JIANGHANPEI’ROI UM SCIENCEANDTECHN0LOGY SeP．2014 不同钢厂X80级管线钢焊缝组织、性能的分析和比较 孙荣华 ，尹晓龙，王 燕 ，杜方静 (中国石化集 团石 油工程机械有 限公司沙市钢 管厂 ，湖北荆州市 434001) 摘 要：在生产 “西气东输二线”X80中1219×22直缝埋弧钢管中，分别使用了A钢厂和B钢厂X80钢 板，在制管中使用了相同的焊接规范和焊材，而其对应的焊缝力学性能有所差异，统计发现使用A钢厂板材 得到的焊缝韧性要比B钢厂的高。在对其焊缝组织进行 了金相比较 ，结果发现其焊缝组织中针状铁素体 (AF)含量较多，并且AF晶粒细小，是A钢厂焊缝韧性高的原因，再对焊缝元素进行了化学分析，比较后 发现Mn、Cr合金元素是促进AF含量增加、晶粒细化的根本原因。 关键词：X8钢级；焊缝组织；针状铁素体 “西气东输二线”管道建设是国家 “十一五” 低碳高锰，低硫磷 ，微合金化处理的低合金高强 重大工程项 目，干线用钢管的强度等级为API5L 钢。母材组织如图1、2所示，均为针状铁素体和贝 X80，外径 1219，设计最高压力12MPa，其中我厂 氏体 ，但是A钢厂母材组织中原奥氏体晶体更加扁 承担了工程项 目的部分生产任务。生产 1219×22 平 ，组织较均匀 ，而B钢厂母材组织分布相对不均 X80级直缝钢管时，使用了A钢厂和B钢厂的钢板原 匀，并且存在板条状贝氏体 。 料 ，在相同的焊接规范和焊材下，发现焊缝力学性 能有所差异，以下将通过金相和化学成份的比较来 3 焊缝组织、性能的比较和分析 分析产生差异的原因。 图3、4为焊缝组织的图片，可 以看 出柱状晶成 1 1219×22X80级直缝钢管概况 长方向，在柱状晶边界分布着先共析体素体，焊缝 的中部 和熔合 线处 均分布着先共析铁素体 我厂在生产 1219×22X80级直缝埋弧焊钢管 (PF)，相对而言，A钢厂母材对应的焊缝组织中 时采用JCOE成型法，经预焊、内外焊后，再进行冷 先共析铁素体较少，尤其在熔合线柱状晶最先结晶 扩径、水压、倒棱 、检验合格后入库完成。焊接热 的部位。图3(c)和图4(c)还可以看出A钢厂母 输入为45kJ／em。焊接材料选用 国产焊丝和国产焊 材所对应焊缝组织中的针状体素体 (AF)晶粒要比 剂。焊后力学性能如表1所示，各项力学性能均满足 B钢厂的细小。 “西气东输二线管道工程X80直缝埋弧焊钢管技术 先共析铁素体是焊缝在凝固结晶完成以后，固 要求 ”。但是从表 1统计数据可 以看 出，母材 相的铸态奥氏体组织在连续冷却过程中首先发生相 Rt0．5值两钢厂比较接近，而Rm值A钢厂浮动不大， 变析出的组织，其形成温度范围为900～700~C，通常 最高值和最低值相差45MPa，B钢厂相差95MPa。母 位于原奥氏体晶界处见图4(C)，呈不均匀的网状 材冲击值亦是如此 ，A钢厂相差 105J，B钢厂相差 或薄而细的条状铁素体。其强度虽高，但塑性和冲 145J。焊缝冲击和HAZ冲击平均值显示均是A钢厂值 击韧性较低，抗裂性差。 较B钢厂值好。 第一作者简介 ：孙荣华 ，女，2004年毕业于西安石 2 X80母材 油大学 ，大学本科 ，工程师 ，在 中国石化集 团江汉石油