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1、·12·焊管·第27卷第6期·2004年11月X60钢环焊接头抗SSCC性能研究12米秋占 何雅娟(1管道局焊接试验培训中心;2廊坊高级技工学校) 摘 要 采用目前长输管线常用的焊接工艺方法,对本身具有抗SSCC性能的钢管模拟野外现场条件进行焊接,将所得环焊缝接头进行抗SSCC性能试验,为油气管线的施工建设提供技术支持。关键词 SSCC 环焊接头 焊接工艺及材料 试验结果 结论 我国虽对X60级管线钢环焊缝焊接工艺研1.2 焊接材料及工艺究基本成熟,但对其环焊接头抗硫化物应力腐蚀鉴于目前我国管道专用下向焊焊条和自保护开裂(
2、SulphideStressCorrosionCracking缩写为SS2药芯焊丝还没有完全过关,本试验采用了目前几CC)的试验研究做的较少。近些年在我国四川境条国家重点管道工程应用的焊接材料和工艺。内,管线服役运行期间已经发生过多起由于硫化(1)焊条采用奥地利生产的伯乐下向焊焊条;氢应力腐蚀造成的管线爆管事故,给国家带来严自保护药芯焊丝采用林肯和合伯特公司生产的药重的经济损失。特别是近几年,正是我国天然气芯焊丝。其化学成分见表3。管道建设的高潮,为保证输气管线环焊缝质量的表3 焊接材料的化学成分%可靠性,开展对输油气管线环焊
3、接头抗SSCC性w(C)w(Si)w(Mn)能试验研究非常必要,研究成果直接用于工程实LINCONNR2070.040.0800.81际,为输油气管线的施工建设提供技术支持。HOBART3Ni10.050.0860.85FOXCELE60100.120.190.481 试验选用的材料FOXCEL85E8010-G0.100.210.62FOXBVD85E8018-G0.0420.2901.071.1 钢管w(S)w(P)w(Ni)本次试验采用X60级钢管,直径711.2mm,LINCONNR2070.00370.0130.92
4、壁厚8mm,其化学成分和力学性能见表1,表2。HOBART3Ni10.00470.0120.89X60级管线钢在制造过程中加入了适量的Cu等FOXCELE60100.01300.0160.065其它合金元素,以提高该钢材抗SSCC的性能。FOXCEL85E8010-G0.00920.0140.69表1X60级钢管的化学成分%FOXBVD85E8018-G0.00400.0090.60w(C)w(Si)w(Mn)w(S)0.080.281.200.0014w(P)w(Cu)w(Ni)w(Cr)(2)工艺:①纤维素型焊条E6010
5、(根焊)+林0.0120.1620.0150.011肯NR207自保护药芯焊丝半自动焊(其余焊道);②纤维素型焊条E6010(根焊)+合伯特3Ni1自表2X60钢管的力学性能保护药芯焊丝半自动焊(其余焊道);③纤维素型抗拉强屈服强Akv/J焊条电弧焊E6010(根焊)+E8010-G(热焊)+度/MPa度/MPa(5mm×10mm×55mm,-30℃)E8018-G(其余焊道)。60048072,71,74平均值72.3焊接工艺参数见表4。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd
6、.Allrightsreserved. 第27卷第6期 米秋占等:X60钢环焊接头抗SSCC性能研究·13·表4 焊接工艺参数焊道名称工艺根焊热焊填充盖面工艺参数电流/A90～100190～250180～250电压/V24～2817～1917～19①焊速平均值/(m/min)0.1770.2340.17送丝速度/(m/min)2.032～2.7942.032～2.794电流/A90～100180～210180～210电压/V24～2819～2019～20②焊速平均值/(m/min)0.1770.170.147送
7、丝速度/(m/min)2.032～2.2862.032～2.286电流/A90～100110～120200～220200～210③电压/V24～2830～4020～3020～28焊速平均值/(m/min)0.1130.3180.2720.2442 环焊接头金相组织和硬度表5 试验条件试样按NACETM0177—96标准规定取样和加工(1)三种工艺环焊接头微观金相组织非常接近,焊缝区、过热区和热影响区均以性能较好的铁温度24±3℃素体为基体,粗晶区出现少量贝氏体,细晶区均为周期72h铁素体+珠光体,性能优良。NACETM0177
8、溶液A,即含5%氯化钠和0.5%(2)三种工艺环焊接头硬度(HV10)值最大不溶液醋酸的饱和硫化氢去氧蒸馏水溶液超过235,满足在酸性环境中管线钢的硬度极限不高于248的要求。(3)组织决定性能。在焊接过程中,选择合适(2)试验结果见表6。的焊接热输入和严格控制层间温度,避免
