海洋石油和海底天然氣作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源已被世界各國所重視。采用管道輸送石油和天然氣是最經(jīng)濟(jì)和最安全的運(yùn)輸方法，目前基本都是鋪設(shè)海底輸氣管道進(jìn)行油氣輸送。海底管道的連接基本是采用焊接方式進(jìn)行，導(dǎo)管架和上部平臺通過立管與海底管道對接。焊接是復(fù)雜非平衡的物理化學(xué)過程，容易引起母材和焊縫微氣孔、微裂紋及未熔合等焊接缺陷， 從而導(dǎo)致焊接接頭的腐蝕抗力降低。海底輸氣管道的服役條件惡劣，環(huán)境潮濕并且輸送介質(zhì)含H2S、酸性物質(zhì)較多，容易加速管材和焊縫的腐蝕行為。我公司在建工程項(xiàng)目，立管焊接質(zhì)量要求高，為保證焊接質(zhì)量，嚴(yán)格進(jìn)行焊接工藝評定并提出相應(yīng)的工藝控制措施。
圖1三種光暗條件下的行為變化及平均活動量比較。（A）持續(xù)弱光（30lux，DD）條件下的行為節(jié)律。（B）持續(xù)光照（300lux，LL）條件下的行為節(jié)律。（C）正常光暗（LD）條件下的行為變化。（D）三種條件下的平均活動量比較。數(shù)據(jù)表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。
試驗(yàn)?zāi)覆臑楹５坠芫€鋼A P I 5 L X 6 5 P L S 2和法蘭A S T M A694 F65，規(guī)格φ355.6mm×17.5mm，熱處理狀態(tài)為淬火+回火；氬弧焊焊絲選用AWS 5.28:ER70S-G，焊條電弧焊焊條選用AWS A5.5:E8018-GH4。母材及焊材的主要化學(xué)成分如表1所示。
采用返修工藝進(jìn)行焊接時，根部間隙2～4m m，鈍邊尺寸1～2mm。返修工藝焊接參數(shù)如表2所示。
所以，三十多年來，我們母女的相處模式，就是她常常憤怒，我常常痛苦。我能夠理解她的憤怒，她卻從來不知道我的痛苦。
表1 母材及焊材化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）
試驗(yàn)材料 C Si Mn P S Cr Cu Ni Mo API 5L X65 0.06 0.11 1.26 0.011 0.002 0.11 0.07 0.07 0.05 ASTM A694 F65 0.14 0.245 1.175 0.008 0.002 0.175 0.195 0.095 0.035 ER70S-G 0.06 0.32 1.10 0.006 0.008 0.120 0.13 0.78 0.13 E8018-G H4 0.068 0.256 1.7 0.006 0.004 0.024 0.021 0.708 0.003
表2 返修工藝焊接參數(shù)
焊接過程 電流極性 焊絲直徑/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 焊接速度/mm·min-1 熱輸入/kJ·mm-1 GTAW DCEN 2.4 110～145 10～13 40～100 0.9～1.4 GTAW DCEN 2.4 150～190 11～14 50～140 0.9～1.4 GTAW DCEN 2.4 190～250 11～14 70～140 1.2～1.4 SMAW DCEP 3.2 110～145 21～25 80～150 1.2～1.8 SMAW DCEP 3.2 110～145 21～25 90～150 1.0～1.7
在拉伸、彎曲、沖擊、宏觀硬度合格的基礎(chǔ)上，加工標(biāo)準(zhǔn)試樣115mm×15mm×5mm，利用四點(diǎn)彎曲加載方法，在硫化氫腐蝕環(huán)境中加載試驗(yàn)720h， 試驗(yàn)過程配備專門防毒面罩和硫化氫濃度檢測裝置以保證試驗(yàn)安全。試樣加載信息如表3所示。
試驗(yàn)結(jié)束后試樣目視檢查未發(fā)現(xiàn)拉伸面有顯示，經(jīng)過磁粉檢測后，試樣M3-RS和M2-RM表面有顯示，其余試樣無顯示。針對試樣M3-RS和M2-RM，在顯示位置縱向切開金相檢查是否有裂紋，金相檢測如圖1所示。
試樣橫截面金相檢測發(fā)現(xiàn)，試樣M3-RS和M2-RM顯示有裂紋。顯微鏡放大裂紋觀察，試樣M3-RS裂紋長度為2.292mm和1.145mm，裂紋走向平行于拉伸應(yīng)力方向，屬于起裂于焊道間焊接缺陷的氫致裂紋，裂紋放大后如圖2所示；試樣M2-RM左側(cè)裂紋長度2.772mm，右側(cè)裂紋長度2.774mm，左側(cè)裂紋走向平行于拉伸應(yīng)力方向，屬于起裂于焊道間焊接缺陷的氫致裂紋；右側(cè)裂紋起裂源處存在焊接未熔合缺陷，對裂紋走向區(qū)域硬度測試顯示硬度值在163～232HV0.2之間，表明裂紋附近區(qū)域未發(fā)現(xiàn)未回火馬氏體和貝氏體，裂紋起裂機(jī)制屬于氫致裂紋，裂紋放大后如圖3所示。
荊門市是全國重要的商品糧、雙低油、優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，農(nóng)作物秸稈資源非常豐富。據(jù)統(tǒng)計，900多萬畝作物播種面積，每年產(chǎn)生秸稈414萬噸，秸稈量大、種類較多。而東寶區(qū)是荊門市主城區(qū)，坐擁荊門市農(nóng)作物秸稈資源優(yōu)勢。
（1）真空包裝焊條進(jìn)行烘干處理以減少焊接氣孔的形成 焊條使用前應(yīng)在325～350℃條件下烘干至少1h，使用時焊條應(yīng)存放在保溫桶中隨用隨取，保溫桶溫度保持不低于75℃。
表3 試樣加載信息
試樣取樣位置 試樣編號 加載應(yīng)力/MPa測量應(yīng)變/μ ε測量撓度/mm計算撓度/mm計算應(yīng)變/μ ε M1-RS 374 1826 1786 0.96 0.93 1826 M2-RS 374 1828 1730 0.98 0.93 1826 M3-RS 374 1833 1769 0.99 0.93 1826中間厚度返修起點(diǎn)R1-RS 374 1848 1744 0.94 0.93 1826 R2-RS 374 1839 1544 0.90 0.93 1826 R3-RS 374 1831 1697 0.92 0.93 1826根部M1-RM 374 1832 1759 0.98 0.93 1826 M2-RM 374 1835 1831 0.94 0.93 1826 M3-RM 374 1829 1797 0.98 0.93 1826中間厚度返修中部R1-RM 374 1830 1811 0.94 0.93 1826 R2-RM 374 1838 1816 0.99 0.93 1826 R3-RM 374 1831 1732 0.95 0.93 1826根部
圖1 試樣橫截面金相檢測
圖2 試樣M3-RS裂紋放大
圖3 試樣M2-RM裂紋放大
（2）焊前預(yù)熱、最大層間溫度控制和焊后緩冷防止形成淬硬貝氏體和馬氏體 焊接前預(yù)熱溫度應(yīng)不低于100℃，測量位置距離坡口邊緣至少75mm，可行條件下應(yīng)在受熱面背面進(jìn)行測量；焊接過程中最大層間溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，不得超過200℃；焊接完成后應(yīng)使用保溫棉包裹焊縫區(qū)域，控制焊縫冷卻速度。
（3）夜間空氣濕度大，焊接過程應(yīng)當(dāng)天完成 沿海區(qū)域空氣潮濕，夜間空氣濕度大，不利于焊縫保護(hù)，焊接過程應(yīng)控制在白天8h內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，焊接完成后焊縫包裹隔絕水蒸氣。
（4）焊接過程中層間清理需仔細(xì)，以減少夾雜物和未熔合形成 焊條焊接時，每道焊接完成后應(yīng)采用砂輪片打磨處理，重點(diǎn)進(jìn)行收弧處、起弧處和接頭處打磨以消除表面夾渣和氣孔，在下一道焊接前應(yīng)采用強(qiáng)光手電筒目視檢查無缺陷。每層焊道的起弧收弧位置不應(yīng)處于同一位置，應(yīng)至少錯開25mm。
采用針對裂紋分析而提出的工藝改進(jìn)措施進(jìn)行焊接控制，在建項(xiàng)目一次性焊接合格率98.5%，返修焊縫無損檢測合格，順利完成立管陸地焊接安裝工作，為海上安裝提供保障。
聯(lián)系客服
