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

對低溫環(huán)境下nb-crx80管線鋼管及其焊接接頭的斷裂韌性進行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn),nb-crx80管線鋼母材的抗開裂性能要優(yōu)于熱影響區(qū),縱焊縫介于二者之間。對于kobelb52uφ3.2mm低氫焊條上向根焊+hobartx80φ2.0mm自保護藥芯焊絲半自動下向填充蓋面焊環(huán)焊接頭,焊縫nq方向的抗開裂能力優(yōu)于np方向,但熱影響區(qū)的性能卻是np方向優(yōu)于nq方向;而對于kobelb52uφ3.2mm低氫焊條上向根焊+金橋jc-30φ2.0mm自保護藥芯焊絲半自動下向填充蓋面焊環(huán)焊接頭,焊縫及haz試樣,nq方向ctod平均值要高于np方向,說明nq方向抗開裂能力更好。

采用表面機械研磨處理(smat)技術(shù)對x80管線鋼焊接接頭進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x80管線鋼焊接接頭進行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。

采用裂紋尖端張開位移(ctod)測試技術(shù)和金相顯微組織分析,設(shè)計2種三點彎曲試樣,測試了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)定裂紋擴展的ctod值。熱影響區(qū)組織不均勻,包括穩(wěn)定裂紋擴展和中途失穩(wěn)斷裂,出現(xiàn)不同特征的ctod值。熱影響細晶區(qū)組織為細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℃時容易失穩(wěn)斷裂,呈現(xiàn)低溫脆性。

采用表面機械研磨處理(smat)技術(shù)對x80管線鋼焊接接頭進行了30,60及90min表面納米化處理,分別采用光學(xué)顯微鏡、x射線衍射儀、表面粗糙度儀及顯微硬度計等研究了smat不同時間后x80管線鋼焊接接頭的顯微組織、晶粒尺寸、表面粗糙度及顯微硬度的變化。結(jié)果表明:smat不同時間后均可在x80管線鋼焊接接頭表面獲得一定厚度的塑性變形層,且隨著smat時間的延長,塑性變形層厚度逐漸增加,實現(xiàn)了焊接接頭的表面納米化(組織均勻化);smat可以顯著提高焊接接頭表面的顯微硬度,使顯微硬度沿深度呈梯度分布;smat還可改善焊接接頭表面粗糙度,隨smat時間的延長表面粗糙度逐漸減小。

在力學(xué)性能測試的基礎(chǔ)上,應(yīng)用英國標準協(xié)會bs7910—2005標準對兩種不同焊接工藝下的nb-crx80管線鋼焊接接頭含裂紋型缺陷的失效評定進行了研究。結(jié)果表明,同一焊縫二級評定中,由于2b級評定相對于2a級采用了真應(yīng)力-真應(yīng)變數(shù)據(jù),因而更能反映所評定材料的抗斷裂性能。對于相同尺寸的表面裂紋和埋藏裂紋,表面裂紋的危險性要大于埋藏裂紋;對于埋藏裂紋,其在焊接接頭中的位置影響評定結(jié)果,距離表面越近,其危險性越大。當(dāng)環(huán)焊縫接頭存在尺寸為3.2mm×1mm的裂紋時,各評定點均在評定曲線可接受范圍內(nèi),表明焊接接頭的結(jié)構(gòu)是安全的。

通過拉伸試驗分析了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,并對其斷裂行為進行了研究.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.

對國產(chǎn)x80管線鋼進行了手工焊焊接性能實驗,并對其焊接接頭的強度、低溫韌性和冷彎性能進行了檢驗,結(jié)果表明,該管線鋼焊接性能良好。

焊接熱循環(huán)參數(shù)t8/5和t8/3是影響焊接質(zhì)量的主要參數(shù).應(yīng)用自行設(shè)計建造的平板腔室裝置研究了在役焊接條件下的焊接熱循環(huán).結(jié)果表明:冷卻速度越大,t8/5,t8/3和內(nèi)表面峰值溫度tmax就越小;其中在水速為2.75m/s時最小,空氣中冷卻最大.焊接線能量增大,t8/5和t8/3也明顯增大,這對防止氫致裂紋有利.在板厚分別為6,8,10,12mm時,板厚對焊接參數(shù)t8/5和t8/3影響不大;在板厚為4mm時,t8/5和t8/3最小,內(nèi)表面溫度tmax最高,達635℃.

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通過對x80級管線鋼管材及焊材化學(xué)成分、力學(xué)性能的闡述,進一步剖析焊條電弧焊從根焊、熱焊、填充焊到蓋面焊的焊接工藝參數(shù),為今后國內(nèi)大口徑x80級管線鋼焊條電弧焊焊接施工提供了詳實的數(shù)據(jù)。

以目前在我國管道建設(shè)中使用的最高鋼級x80管線鋼為研究對象,采用焊接工藝試驗、力學(xué)性能測試及顯微分析技術(shù)研究了co2氣體保護焊工藝下x80管線鋼焊接接頭的性能和熱影響區(qū)的組織變化規(guī)律。結(jié)果表明:采用設(shè)計的工藝參數(shù)對x80管線鋼進行焊接,x80管線鋼母材及其焊接接頭的顯微組織均為針狀鐵素體和晶內(nèi)針狀鐵素體,可以得到合格的焊接接頭,能夠滿足管道建設(shè)工程的需要。

學(xué)號1010131057_ 畢業(yè)論文（設(shè)計） 課題x80管線鋼的焊接工藝研究 學(xué)生姓名吳銀義 院別機械工程學(xué)院 專業(yè)班級10金屬材料工程（1）班 指導(dǎo)教師楊付雙 二〇一四年六月 目錄 插圖清單 表格清單 摘要 abstract 第1章國內(nèi)外油氣管道的發(fā)展展望....................................................................................-1- 1.1國內(nèi)外油氣管道的發(fā)展......................................................................................................-1- 1.2國外油氣管道的焊接技術(shù)狀況.................

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通過對進口鉆井隔水管x80鋼管進行理化性能分析,了解了國外鉆井隔水管材料的性能水平,為隔水管國產(chǎn)化工作的開展提供了一些參考數(shù)據(jù);通過對x80管線鋼焊接接頭的ctod試驗研究,發(fā)現(xiàn)焊接接頭的斷裂韌性在熱影響區(qū)相對較弱;通過對比分析焊接接頭的夏比沖擊功和ctod試驗結(jié)果,表明ctod試驗對材料的斷裂韌性評價是可靠的。

介紹了stt氣保護半自動根焊、自保護藥芯焊絲半自動焊填充蓋面工藝的特點,以及對x80管線鋼焊接適應(yīng)性的研究。在選定焊接方法、焊接材料和工藝參數(shù)條件后,進行了x80管線鋼試件焊接和接頭性能試驗。結(jié)果表明,所選的焊接方法、焊接材料和工藝參數(shù)可用于這種材料管道的現(xiàn)場焊接。

x80管線鋼的研究現(xiàn)狀 摘要：采用高強度管線鋼，長距離高壓大輸量輸送富氣，可以節(jié)約鋼材，大幅度減少管線 工程的投入，增加管線的運行效益，提前回收投資。為了確保輸送管線建設(shè)的經(jīng)濟性、運行 的安全性和可靠性，x8高性能管線鋼在管線建設(shè)上的應(yīng)用將越來越普遍。本文介紹近年來 出現(xiàn)的x80管線鋼的研究與應(yīng)用，包括該鋼種的化學(xué)成分、組織特點、生產(chǎn)工藝、焊接中出 現(xiàn)的問題等內(nèi)容。 關(guān)鍵字：x80管線鋼控軋控冷工藝焊接應(yīng)用 目前我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，對石油天然氣的需求日益旺盛。大直徑管道作為石油天然氣安 全經(jīng)濟有效的輸送途徑之一，隨著西氣東送等大建設(shè)項目相繼投入，國家已將其放在了優(yōu)先 發(fā)展的位置。為了降低管線建設(shè)和運營成本，提高管線安全性和可靠性，高壓大口徑管線用 鋼不僅要具有更高強度還要具有更高韌性 [1,2] ，所以建設(shè)高壓長距離輸送管線是解決長時期、 大

利用機械噴丸技術(shù)對x70管線鋼焊接接頭進行了表面強化處理,對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)性能進行了分析,用掃描電鏡觀察了其斷口形貌,對其斷裂機理進行了探討。試驗結(jié)果表明,x70管線鋼基材具有連續(xù)屈服特征,無明顯的屈服平臺,延伸率達到38%,拉伸斷口出現(xiàn)明顯的分層開裂現(xiàn)象;x70管線鋼經(jīng)過焊接后,原始狀態(tài)焊接接頭屈服強度、抗拉強度、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度、屈服強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度的主要因素。

X80級管線鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用

80管線鋼焊接

80管線鋼焊接PPT

x80管線鋼為我國"西氣東輸"重點管道工程用鋼材,目前國內(nèi)與之配套的焊材多為國外產(chǎn)品。為打破國外技術(shù)壟斷,通過嚴格制定相關(guān)焊接方案、標準、參數(shù)以及對得出數(shù)據(jù)的分析討論,研制出一種專用于x80管線鋼的高強度高韌性低氫型電焊條che657gx。目前該焊條在焊接x80鋼時表現(xiàn)出了優(yōu)異的理化性能,能夠充分地滿足管道工程焊接的各項性能要求。