高压燃气管道在役焊接热影响区组织及性能的研究

摘要

随着经济的快速发展,对燃气的需求量越来越大,高压燃气管道的铺设长度逐年增加。无论对破损的高压燃气管道进行修复还是对其进行改线改造,都离不开在役焊接技术,对高压燃气管道进行在役焊接时存在很高的危险性。因此,本文采用焊接热模拟技术,同时借助于光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、显微维氏硬度计和低温冲击试验机研究了高压燃气管道钢在役焊接热影响区各亚区的组织特征、硬度分布及韧性变化规律。研究表明,在单次热循环下,当冷却速度较快时,API5L X65管线钢在役焊接粗晶区组织为板条马氏体和针状铁素体的混合组织,板条组织间分布有大量的长条状残余奥氏体薄膜和点状或短杆状M-A组元,这使粗晶区具有较高硬度的同时具有良好的韧性;细晶区组织为细小的准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,且组织中M-A组元的含量较少,所以该区具有优异的综合力学性能;临界区组织由大小不均匀的准多边形铁素体和大量沿晶分布的岛状M-A组元组成,这些沿晶分布的岛状M-A组元使该区的韧性很差,同时硬度较低。随着冷却速度降低,单次热循环下热影响区各亚区的组织类型基本不变,硬度不断降低,但各亚区硬度大小顺序不变。粗晶区和临界区的冲击韧性随着冷却速度降低反而有所改善,其中临界区的冲击韧性仍然最差。
　　在二次热循环下,当冷却速度较快时,API5L X65管线钢在役焊接过临界粗晶区组织为细小的针状铁素体和少量准多边形铁素体的混合组织,且组织中析出了大量的针条状和点状M-A组元,这使得该区具有较高的硬度;临界粗晶区组织由大小不均的针状铁素体和大量沿晶分布的岛状M-A组元组成。因此,该区的硬度最低;亚临界区组织为粗大的板条马氏体和针状铁素体的混合组织,组织中析出了大量碳化物,所以该区硬度介于过临界粗晶区和临界粗晶区之间。随着冷却速度的降低,二次热循环下热影响区各亚区的组织类型基本不变,但其硬度不断降低,其中过临界粗晶区硬度的降低趋势最大,当t8/5大于4 s时,过临界粗晶区成为硬度最小的亚区。

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第一章 绪论

1.1选题背景综述

1.2在役焊接修复技术

1.3焊接热影响区的组织变化

1.4焊接热模拟技术

1.5主要研究内容

第二章 试验材料及方法

2.1试验材料

2.2热模拟试验

2.3组织和性能的测试

第三章 单次热循环下焊接热影响区的组织及性能

3.1试验方案

3.2单次热循环下焊接热影响区的显微组织

3.3单次热循环下焊接热影响区的力学性能

3.4本章小结

第四章 二次热循环下焊接热影响区的组织及性能

4.1试验方案

4.2二次热循环下焊接热影响区的显微组织

4.3二次热循环下焊接热影响区的硬度

4.4本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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