X70管线钢环焊接头冲击韧性与焊接工艺之间神经网络的建立

采用VC语言实现了X70管线钢环焊接头冲击韧性与环焊工艺之间神经网络结构的建立过程,将壁厚、预热温度、线能量、焊接位置、取样位置作为结构的输入,将环焊接头的CVN值作为结构的输出,选择了具有2层神经元的神经网络结构和S型激活函数及BP学习算法.采用实验法对所建立的神经网络的可靠性进行了验证,结果表明:网络的预测结果与实验值之间有很好的对应关系.     

X70管线钢焊接接头组织及其海水腐蚀规律

对X70管线钢现场实际焊接工艺下的焊接接头,采用显微镜、电化学方法及失重法等方法和手段对母材、焊缝、热影响区进行了显微组织分析和在海水中的极化曲线、腐蚀速率的测试,研究焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀性能。研究表明,X70管线钢焊接接头各区域组织不均匀,实验室模拟海水环境下的电化学行为、腐蚀速率存在明显差异;在海水腐蚀过程中腐蚀电位和腐蚀速率会发生变化,热影响区（HAZ）与母材及焊缝形成电偶腐蚀,接头腐蚀以点蚀为主。     

RH生产X70管线钢的不同工艺研究

从冶金效果、设备性能、工艺条件等方面对LF-RH与RH-LF二次精炼法进行了全面的研究,分析了两种工艺下RH真空处理的特点,对两种工艺下管线钢中有害元素及夹杂物的控制进行了讨论.LF-RH与RH-LF工艺下生产的X70管线钢铸坯中的T[O]平均为14×10-6和19×10-6,显微夹杂物个数分别为2.48个/mm2和2.62个/mm2,达到很高的洁净度水平.LF-RH工艺铸坯中氮平均为53×10-6,RH-LF工艺条件下铸坯氮含量为平均38×10-6,为以后生产更高质量的管线钢积累了经验.     

国产X70管线钢与焊接接头组织及SSCC性能

输气管道的服役条件多为潮湿环境,输送介质含H2S.随着国产X70管线钢在西气东输工程中的应用,国产高强度管线钢硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能研究显得尤为重要.为此,测试、分析了国产X70管线钢及其焊缝的组织,进一步采用慢应变速率法(SSRT)研究了H2S对国产X70管线钢及其焊接接头SSCC的影响,国产X70管线钢及其焊接接头在含H2S腐蚀介质中应力腐蚀敏感性随H2S浓度的增加而增加,在H2S质量分数为50×10-400时,母材的脆性系数为19. 9500,焊缝的脆性系数高达59. 1900.若以2500视为安全值,则在H2S浓度为50×10-40时的母材就SSCC而言是安全的,而焊缝却是不安全的.     

X70管线钢静态和动态韧性试验研究

在不同试验温度下，对X70管线钢缺口沿厚度方向的标准夏比V型缺口试样进行动态试验和静态试验，研究了X70管线钢的力学性能与加载速率的关系．通过对试验实测的载荷—位移曲线和破坏断口的分析，发现X70管线钢的韧性、试验曲线上最大载荷所对应的位移随试验温度降低而降低；同一试验温度下动态试验曲线上最大载荷所对应的位移小于静态试验曲线上最大载荷所对应的位移；加载速率对试样断面沿厚度方向收缩的影响与试验温度有关；无论是动态试验还是静态试验，试样断口均出现垂直于缺口方向的分层裂纹；试验温度对动态试验屈服载荷、最大载荷以及静态试验最大载荷的影响较小；随着试验温度升高，裂纹形成功和破坏总功均升高，加载速率对破坏总功的影响同样与试验温度有关．     

研究管线钢X70腐蚀的新方法

在加拿大的阿尔伯特省，石油工业是其支柱产业，阿尔伯特大学主要也是在石油产业的资助下兴建的。因此在其化工与材料系，主要的研究服务对象也就与石油产业有关。输送石油用的管线钢主要是X70钢，如何防止管线钢的腐蚀非常重要。虽然氢和氯离子促使X70钢的腐蚀是常见现象，但有关机理至今还不清楚，我们采用了非线性电化学方法和扫描参比电极技术来研究氢和氯离子对管线钢腐蚀的影响。结合我国正在进行的“西气东输”工程，这一研究具有重要的实际意义。     

超快冷下X70管线钢热轧工艺及显微组织

研究了14.2 mm X70管线钢轧后经超快冷+层流冷却、层流冷却两种冷却制度后的显微组织及力学性能,讨论了超快冷+层流冷却下实验钢强韧化机制.结果表明:两种冷却制度下实验钢力学性能均满足API SPEC 5L X70要求,超快冷+层流冷却下实验钢强度、塑性及韧性较高,综合力学性能良好;不同冷却制度下显微组织均为贝氏体铁素体+针状铁素体+M-A岛混合组织,其中超快冷+层流冷却下针状铁素体、M-A岛组织更加细化;超快冷+层流冷却下实验钢主要强韧化机制为细晶强化与纳米析出强化;实验钢理想轧后冷却工艺为:820~840℃终轧+超快冷至450~500℃+层流冷却至350~400℃+卷取.     

X70管线钢焊接热影响区韧性的研究

采用热模拟技术再现了X70管线钢焊接热影响区的组织,研究了热循环的改变对热影响区低温冲击韧性的影响及其断口特征.重点探讨了过热区的韧性对焊后冷速改变的敏感性.试验结果表明.随着峰值温度的提高.冲击韧性明显下降.断口形貌由韧窝状过渡到解理断裂.峰温950℃时.冲击韧性远远高于母材;峰温在1150℃和1350℃时,冲击韧性低于母材.加热到1350℃后,改变冷却速度.低温冲击韧性将发生显著变化.t_(8/5)为20s时.冲击韧性最佳.     

X70管线钢在役条件下的焊接热循环

焊接热循环参数t8/5和t8/3是影响焊接质量的主要参数.应用自行设计建造的平板腔室装置研究了在役焊接条件下的焊接热循环.结果表明:冷却速度越大,t8/5,t8/3和内表面峰值温度Tmax就越小;其中在水速为2.75m/s时最小,空气中冷却最大.焊接线能量增大,t8/5和t8/3也明显增大,这对防止氢致裂纹有利.在板厚分别为6,8,10,12mm时,板厚对焊接参数t8/5和t8/3影响不大;在板厚为4mm时,t8/5和t8/3最小,内表面温度Tmax最高,达635℃.     

高强度X80钢的焊接

随着石油天然气需求的增长及开发的进展,高强度、长距离、大口径管道已经成为输气管道的发展方向。分析了高强度X80钢管道化学成分和力学性能,并介绍了碱性焊条手工焊根焊＋自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺,半自动焊根焊＋自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺,全自动焊工艺3种焊接工艺参数。     

X70异种钢焊接接头的电偶腐蚀行为

利用SEM和光学显微镜对X70异种钢焊接接头进行显微组织观察,并在模拟土壤溶液中测量各区极化曲线以及焊缝和X70钢以不同面积比偶合时的电偶腐蚀电流.结果表明,该接头熔合区很窄,无类马氏体存在,焊缝为细小树枝晶,Nb和Mo元素严重偏析于枝晶间,在实验溶液中该区呈钝化状态,具有优异的耐蚀性.热影响区粗晶区主要为粗大贝氏铁素体和分布不均匀的长条状M-A组元,而X70母材为细小贝氏体组织,二者腐蚀行为无明显差别,阳极极化电位超过150mV时前者的极化率略高于后者.在焊缝与X70的电偶腐蚀中,阴极反应受氧扩散控制,随阴/阳极面积比增大,X70腐蚀电流密度急剧增加,具有近似"汇集原理"的腐蚀特点,偶合时焊缝阴极极化电位很高,受到完全保护.     

X70管线钢弯管感应加热淬火性能研究

采用感应加热研究X70控轧钢弯管二次加热力学组织、力学性能随着淬火温度、回火时间的变化规律．结果表明，二次加热性能有所损失，但通过合理制定热处理工艺能够得到恢复．     

停气连头中X70管线钢产生根焊裂纹的原因与应对措施

X70管线钢在输气管道停气连头施工的特殊状况下,容易产生根焊裂纹缺陷.结合输气处某干线停气连头施工过程中出现的根焊裂纹问题,进行了产生原因分析和应对对策论述.     

西气东输二线X80管线钢焊接失效性分析

该文结合西气东输二线X80管线钢焊接实例,从分析焊接失效处的原因出发,进一步论证X80管线钢在焊接过程中需要遵循的技术规范,以提升X80管线钢焊接性能.     

X100管线钢焊接热影响区组织与韧性研究

采用热模拟试验技术,研究了X100管线钢焊接热影响区的组织与性能变化规律,结果表明:采用高Nb、微Ti设计的低碳X100管线钢的焊接粗晶区经焊接热循环后仍保持良好的韧性。焊接热影响区的脆化区出现在峰值温度为750℃的两相区。沿原奥氏体晶界形成的岛状组织是导致韧性降低的主要原因。     

含Cl^-，SO4^2-溶液中X70管线钢缝隙的阴极极化行为

研究了X70管线钢缝隙在含Cl-、SO42-溶液中阴极极化行为.实验结果表明:在-1000mV(CSE)缝口控电位下,随着缝隙开口尺寸增大,缝隙尖端越靠近缝口控电位;在同一缝隙开口尺寸时,随着缝口控电位的增大,缝隙内越容易达到保护状态.欠保护状态下,缝隙腐蚀会发生,缝隙内溶液pH值降低;保护状态下,缝隙内溶液pH值升高有碱化趋势.     

X65管线钢焊接接头抗开裂性能及止裂性能

为了研究X65管线钢焊接接头的抗开裂性能和母材的止裂性能，对接头的金相组织进行了观察，并且进行了接头各区域裂纹尖端张开位移(CTOD)试验和母材的落锤撕裂试验(DWTT)。试验结果表明：X65钢焊接接头焊缝和母材相比，组织粗大且不均匀，其冲击韧度和断裂韧度值均明显低于母材；X65钢管材对应剪切面积为40％的温度约为 -35℃，X65钢母材的抗开裂性能明显优于焊缝，且具有良好的止裂性能。     

二次热循环对管线钢在役焊接粗晶区显微组织的影响

采用焊接热模拟技术、金相分析及透射电镜研究了X70管线钢在役焊接粗晶区及其经受不同峰值温度二次焊接热循环作用后热影响区各区的金相组织和精细结构. 结果表明,在役焊接粗晶区的金相组织主要是板条束贝氏体和粒状贝氏体,经历不同峰值温度的二次热循环后,组织类型没有发生变化,但各种组织的形态、大小、数量以及原奥氏体晶粒大小有些差异. 热影响区各区的主要形貌都是铁素体板条和分布在板条之间或板条基体上的M-A组元. 在役焊接粗晶区M-A组元形态以条状为主,经历二次热循环后,再热临界粗晶区的M-A组元有所细化. 再热临界粗晶区存在下贝氏体组织,且具有典型的"中脊"形貌.     

CSP流程生产X70管线钢的工艺控制及强韧化机理

对CSP流程生产X70管线钢的成分设计及工艺控制进行了阐述。并对CSP生产的X70管线钢的力学性能、显微组织、析出物进行了分析研究。结果表明:CSP生产的厚度规格为5mm的X70管线钢力学性能优良,平均屈服强度为555MPa,平均抗拉强度为650MPa,屈强比为0.85,-20℃条件下平均冲击功为260J,-5℃条件下DWTT平均纤维断面率为98%。通过对显微组织进行观察发现,X70管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织,析出物分布均匀,尺寸约在20nm左右,析出粒子为Nb、Ti复合析出。     

X70管线钢在酸性和近中性模拟海水溶液中的腐蚀行为

为对比X70管线钢在酸性(pH=3)和近中性(pH=7.7)模拟海水溶液中的腐蚀机制,采用极化曲线,通过电化学阻抗谱(EIS)和腐蚀失重实验对X70管线钢在不同模拟海水溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,X70管线钢在酸性溶液中浸泡168 h后腐蚀失重约为近中性模拟海水溶液中的16倍,大部分表面发生均匀腐蚀,局部形成以夹杂物为中心的腐蚀圆环,随着浸泡时间的延长,容抗弧半径和低频区阻抗值|Z|均呈增大趋势,先发生吸附而后出现微弱的扩散,电荷转移电阻R_ct值增大,腐蚀速率减小;近中性模拟海水中形成较厚的腐蚀产物膜,氯离子聚集破坏形成小点蚀坑,局部聚集形成大的点蚀,电荷转移电阻减小,腐蚀速率增大,而后趋于稳定;X70管线钢在模拟海水溶液中处于活性溶解状态,与酸性海水溶液相比,管线钢在近中性模拟溶液中自腐蚀电位E_corr正移137 mV,自腐蚀电流密度i_corr为酸性海水溶液中的0.047倍。因此,X70管线钢在酸性模拟海水溶液中的腐蚀规律可为其应用于海底管线的腐蚀控制提供理论支撑,对其安全服役具有十分重要的意义。