X70管线钢焊接工艺研究

摘要

随着石油工业的发展，采用管道输送石油、天然气的方式成为首选的技术方案。由于管道运输具有安全、经济、高效、节能等许多优点，近年来国内外油气管线的建设飞速发展。长距离、大管径、高压力正成为陆上油气输送管道的发展方向。西气东输管道工程是“十五”期间国家重点的特大型基础建设项目，全线首次采用X70级的管道输送钢管，是我国距离最长、口径最大、站场最多、高压力、多级加压的世界级的天然气干线管道。由国内研发的低碳针状铁素体组织的X70管线钢，强度高，韧性好，已满足目前工业输送石油和天然气的要求。本课题针对当时国内重点工程的急需开展了X70管线钢焊接性研究。这不仅具有重要的工程应用价值，并具有我国自主研发的高钢级管线钢焊接性研究的理论与学术意义。 本文介绍了管线钢的发展状况及趋势，通过对X70管线钢焊接性分析，结合目前管道焊接的先进施工方法，优选焊接材料，确定预热温度，选定分析比较并优选出焊接施工方案等。对于环缝焊接接头的力学性能进行试验分析，结合金相组织分析和硬度测试，研究了在不同焊接工艺条件下焊接接头的微观组织和硬度的分布规律。所研究的工艺方案一为根焊采用纤维素焊条下向焊工艺，填充焊和盖面焊采用自保护药芯焊丝半自动焊工艺。本研究的工艺方案二为根焊STT下向焊工艺，填充焊和盖面焊采用实心焊丝NOREAST自动焊机全位置焊工艺；研究结果表明，本文所提出的针对不同施工条件的两种工艺方案，均能满足长距离输气管线的施工及使用要求，已经在西气东输工程建设中采用，并且取得了管线焊接一次合格率96％以上的优秀业绩。 本课题研究提出的焊接工艺方案对西气东输建设作出了贡献，取得了重要的经济效益与社会效益。本课题研究结果对我国今后采用更高级别管线钢的建设项目，具有重要的理论、学术及实际工程应用指导意义与参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1管道工程的发展及其对管线钢的要求

1.2管线钢的应用和发展

1.3本研究工作的内容、意义及技术路线

第二章试验材料及工艺

2.1试验用钢材

2.2焊接方法

2.3焊接材料

2.4焊接工艺

第三章X70钢焊接性研究

3.1焊接冷裂敏感性分析

3.2焊接热影响区热模拟试验

第四章环焊接头力学性能试验

4.1概述

4.2拉伸实验

4.3刻槽锤断实验

4.4侧弯实验

4.5低温冲击韧性试验

第五章环缝焊接接头的显微组织分析及硬度测试

5.1焊接接头组织

5.2焊接接头显微组织分析

5.3焊接接头硬度试验

5.4试验结果比较

第六章结论

参考文献

致谢