采用管道輸送石油或天然氣是最經濟、最安全的運輸方式。隨著國民經濟的發展,天然氣工業越來越受到重視。我國在西氣東輸國家重點工程建設中,對x70、x80管線鋼進行了成功的研制、開發。在西氣東輸二線工程中,將大規模的采用x80鋼進行管線鋪設。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、以及焊接等應用情況做了介紹。

為減少用鋼的數量，提高管道承壓的強度，長輸管道正向大口徑、高壓力、高綱級輸送方向發展，我國長輸管道用鋼已逐漸由x52-x70向強度級別更高的x80發展。在長輸管道建設中，質量對管道長期安全運行和使用壽命至關重要，而焊接技術是其中最關鍵的技術。目前國內外針對x80管線鋼所采用的主要焊接方法有纖維素型焊條或低氫型焊條向下焊、以及半自動焊和全自動氣保焊和自保護藥芯焊絲自動焊。大管徑管道半自動焊接是目前比較先進的管道焊接工藝，焊口返修率可降低到2%以下。

焊接是管線建設的關鍵技術之一,隨著我國管線鋼的快速發展,越來越需要匹配的焊接技術來滿足管線的建設。分析了激光焊在管道焊接中的優缺點,并采用高功率激光焊接設備,對板厚為16mm的x52管線鋼進行焊接,x射線探傷檢測焊縫無裂紋,采用光學顯微鏡分析了焊接接頭的焊縫結晶特性和微觀組織。根據美國石油學會標準apispec5l管線鋼規范,對焊接接頭進行了力學性能試驗。結果表明:焊接接頭的抗拉強度達480mpa,斷于母材;180°接頭彎曲未出現裂紋;-20℃焊縫金屬沖擊韌性cvn=279j,熔合區沖擊韌性cvn=282j,熱影響區沖擊韌性cvn=212j,焊接接頭的最大硬度分布在焊縫下部,為270hv左右。研究表明,各項性能均滿足管線鋼焊接的要求。

高NbX80管線鋼焊接熱影響區顯微組織與韌性

第1頁共9頁 1.應用范圍： 本標準是吸收國外及國內的焊接工藝標準，結合公司實際情況，為規范本公司在電阻焊 接工藝方面的技術要求及質量而制訂。 1.1該標準是本公司負責確立或認可的產品設計提供電阻點焊的焊接技術標準。除非 在焊接圖紙上有特定的注釋，確立不同的焊接要求，任何與本標準以外的特例，必須征得工 藝人員的同意。注：標準中任何條款不能替代適用的法律法規，除非有特殊說明。如具體客 戶對標準條款提出異議，由雙方協商確認。 1.2本標準適用于低碳鋼、不銹鋼、鍍鋅板及部分中碳鋼的電阻焊接。 1.3本標準未包括的材料厚度的點焊技術條件由現場工藝人員參照本標準自行在工 藝技術文件中規定。 1.4本標準頒布前已有的產品圖，如有不符合本標準之處可不作修改，新圖紙設計時 需符合本標準。 2.電阻點焊設計應用： 2.1焊接母材的選擇 2.1.1點焊零件的板材的層數一般

學號1010131057_ 畢業論文（設計） 課題x80管線鋼的焊接工藝研究 學生姓名吳銀義 院別機械工程學院 專業班級10金屬材料工程（1）班 指導教師楊付雙 二〇一四年六月 目錄 插圖清單 表格清單 摘要 abstract 第1章國內外油氣管道的發展展望....................................................................................-1- 1.1國內外油氣管道的發展......................................................................................................-1- 1.2國外油氣管道的焊接技術狀況.................

對國產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,結果表明,該管線鋼焊接性能良好。

結合x60管線鋼在-20℃低溫條件下的焊接施工實際情況進行了試驗、測定及分析,研究了711mm×15.9mm管道環焊接頭的力學性能、接頭的金相組織、硬度、沖擊吸收功以及沖擊斷口形貌等.結果表明,在-20℃低溫條件下,焊接完成的x60管線鋼環焊接頭力學性能測試;其haz的最大硬度值為210hv10,符合相關技術標準.該工藝方案經過國內北部地區長輸管道的工程使用,質量合格;經過金相顯微組織分析,在x60鋼-20℃條件下焊接的接頭中,未發現淬硬組織;對沖擊試件斷口形貌的掃描電鏡分析表明,該環焊接頭的韌性滿足相關技術標準的要求.

針對電阻焊接存在設備功率大的問題,設計了錯時焊接裝置,介紹了該裝置的優點。

對x80級鋼螺旋縫埋弧焊接鋼管材料進行軸向拉伸預應變量與拉伸性能關系的試驗研究。結果表明:隨著預應變量的增加(≥1.5%),管體橫向的屈服強度上升,而抗拉強度則無明顯變化。

通過對x80級管線鋼管材及焊材化學成分、力學性能的闡述,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,為今后國內大口徑x80級管線鋼焊條電弧焊焊接施工提供了詳實的數據。

采用h08mnmoa焊絲埋弧焊焊接x80管線鋼.利用掃描電鏡分析焊接接頭微觀組織;采用動電位極化和電化學阻抗法研究了x80管線鋼其焊接接頭在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中的腐蝕行為.結果表明,在0.5mol/lnahco3+0.02mol/lnacl溶液中,由于顯微組織上的差異,x80鋼母材的耐點蝕性能最好;焊縫在短時間內的耐點蝕性能基本與母材處于同一水平,但長時間浸泡后的耐點蝕性能卻比母材要差;熱影響區的耐點蝕性能最差,且相對于母材和焊縫的差值較大.

研究了電磁攪拌對管線鋼埋弧焊熔敷金屬低溫韌性的影響，結果表明：電磁攪拌使０．２－０．６μｍ的夾雜物數量增加，促進了奧氏體晶粒內針狀鐵素體的生成和細化，使晶內鐵素體含量由８５．１％提高到９１．７％；抑制了晶界鐵素體和側板條鐵素體的形成，使熔敷金屬的低溫沖擊韌性明顯提高。

X65管線鋼焊接裂紋分析

以目前在我國管道建設中使用的最高鋼級x80管線鋼為研究對象,采用焊接工藝試驗、力學性能測試及顯微分析技術研究了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的組織變化規律。結果表明:采用設計的工藝參數對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針狀鐵素體,可以得到合格的焊接接頭,能夠滿足管道建設工程的需要。

從《西氣東輸二線管道工程用螺旋縫埋弧焊管技術條件》(以下簡稱《技術條件》)的要求出發,采用mn-mo-ti-b合金系,成功地研制了一種高韌性x80級管線鋼用埋弧焊焊絲。試驗研究結果表明:所研制的埋弧焊焊絲與燒結焊劑f80匹配,在焊接速度為1.65m/min條件下,鋼管焊縫金屬的力學性能滿足《技術條件》的要求,可實現焊縫組織以針狀鐵素體組織為主的設計目標。

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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管線鋼焊接適應性的研究。在選定焊接方法、焊接材料和工藝參數條件后,進行了x80管線鋼試件焊接和接頭性能試驗。結果表明,所選的焊接方法、焊接材料和工藝參數可用于這種材料管道的現場焊接。

在西氣東輸二線工程中首次使用x80高強管線鋼,本文對x80高強管線鋼的性能和焊接方法、焊接質量控制進行介紹。

采用焊接熱模擬方法研究了線能量對x120管線鋼haz韌性的影響,并通過3種不同成分焊絲與焊劑的匹配試驗,確定了x120管線鋼的最佳焊材匹配方案。以確定的工藝參數對jco成型的x120管線鋼進行了焊接實踐,并對焊后鋼管的性能進行了分析。研究表明,當線能量為35kj.cm-1時,x120管線鋼haz具有最高的韌性值;目前現有的焊接材料較難實現x120管線鋼的過匹配焊接,應重點開發x120管線鋼專用焊材;與普通管線鋼具有較佳的彎曲變形能力不同,x120鋼管在8倍壁厚的彎軸直徑下彎曲出現裂紋,這主要是因為x120鋼管焊縫cghaz晶粒長大明顯,組織中m/a數量多,呈長條狀分布,導致了x120鋼管焊縫cghaz的脆化。

x70是一種微合金高強度管線鋼,起源于上個世紀的70年代的國外。本文通過對巴西管線建設中x70管線鋼的自動焊工藝的系統分析,進行了優勢對比和特性探究,以便改進我國的管線自動焊焊接施工工藝,提高我國管線建設技術。

對低溫環境下nb-crx80管線鋼管及其焊接接頭的斷裂韌性進行了深入研究。研究發現,nb-crx80管線鋼母材的抗開裂性能要優于熱影響區,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焊接頭,焊縫nq方向的抗開裂能力優于np方向,但熱影響區的性能卻是np方向優于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。