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X80高钢级管道焊接残余应力测试研究 被引量：2
1
作者 古松 蒋广 +3 位作者 顾颖 陈祥斌 孔超 张豫 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期127-133,共7页
目的获得X80高钢级管道环焊缝焊接残余应力大小与分布模式。方法首先采用盲孔法对X80高钢级管道的环焊缝焊接残余应力进行了测试,然后将测试结果与X80管道焊接残余应力的相关文献试验数据以及国家标准《在用含缺陷压力容器安全评定》GB/... 目的获得X80高钢级管道环焊缝焊接残余应力大小与分布模式。方法首先采用盲孔法对X80高钢级管道的环焊缝焊接残余应力进行了测试,然后将测试结果与X80管道焊接残余应力的相关文献试验数据以及国家标准《在用含缺陷压力容器安全评定》GB/T 19624—2019所规定的内容进行了对比分析,最后根据测试数据提出了X80高钢级管道环焊缝焊接残余应力σ_(R)与距焊缝中心距离x之间的函数关系式,进一步得到了X80管道环焊缝沿环向与轴向的焊接残余应力计算公式。结果X80管道环焊缝沿环向区域存在较大的残余拉应力,焊接残余应力在焊趾区域达到峰值,表现为随着距焊缝中心距离的增加,环向残余应力由拉应力小幅度增加达到峰值567 MPa后迅速转变为压应力,随后缓慢转变为拉应力并趋近于0。随着距焊缝中心距离的增加,轴向残余应力由压应力迅速转变为拉应力,其中压应力峰值为92 MPa,发生在焊缝熔合线位置,拉应力峰值为188 MPa,出现在远离熔合线16 mm位置。结论根据试验结果提出了适用于X80管道环焊缝沿环向与轴向的焊接残余应力分布模式,为含缺陷X80管道的安全评定及修复提供理论参考。 展开更多
关键词 x80管道 焊接残余应力 盲孔法 环焊缝 试验研究
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热处理态X80钢韧性不均匀问题分析
2
作者 牛靖 周海斌 +4 位作者 魏可嘉 程俊 王鹏 黄铎 刘迎来 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期38-41,47,共5页
为了解决热处理态X80管线钢韧性不均匀问题,选择典型冲击试样进行了断口分析、微观组织及背散射电子衍射分析。结果表明,微观组织不均匀性,存在大块状准多边形铁素体,导致大角度晶界含量低,有效晶粒尺寸大且均匀性差,是热处理态X80钢部... 为了解决热处理态X80管线钢韧性不均匀问题,选择典型冲击试样进行了断口分析、微观组织及背散射电子衍射分析。结果表明,微观组织不均匀性,存在大块状准多边形铁素体,导致大角度晶界含量低,有效晶粒尺寸大且均匀性差,是热处理态X80钢部分冲击试样发生解理脆断的根本原因。设法获得细小的准多边形铁素体可以提高X80中的大角度晶界含量,细化有效晶粒尺寸,可以兼顾热处理态X80钢的强韧性。 展开更多
关键词 x80管线钢 冲击韧性 背散射电子衍射 有效晶粒尺寸
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X80管线钢半自动焊环焊缝强度匹配特征分析
3
作者 车荣杰 吕加华 +3 位作者 刘宏业 万一鸣 宋卫臣 姚登樽 《压力容器》 北大核心 2025年第1期19-25,共7页
为探究X80管线钢半自动焊环焊缝强度匹配特性,采用压痕试验、微剪切试验及数字图像相关法(Digital image correlation,DIC)进行研究。试验结果表明,焊缝根焊层与热影响区呈现显著强度软化现象,其强度值低于母材,构成环焊缝系统的强度薄... 为探究X80管线钢半自动焊环焊缝强度匹配特性,采用压痕试验、微剪切试验及数字图像相关法(Digital image correlation,DIC)进行研究。试验结果表明,焊缝根焊层与热影响区呈现显著强度软化现象,其强度值低于母材,构成环焊缝系统的强度薄弱区域。基于DIC试验结果,在低强匹配工况下,初始塑性变形集中于根焊与盖面焊趾的应力集中区,随后沿最大剪应力方向(45°)形成贯通壁厚的应变带扩展路径,与PRCI(Pipeline research council international)提出的环焊缝软化模型预测结果高度吻合,验证了该模型在工程失效分析中的适用性。研究建议环焊缝设计应遵循等强或高强匹配原则,并在现有焊接工艺评定体系中增补压痕硬度测试、微剪切强度评估及DIC等先进表征方法,以提升高钢级管道环焊缝的强度控制精度。 展开更多
关键词 x80管线钢 环焊缝 半自动焊 强度匹配
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焊接速度对X80管线钢激光-电弧复合焊接头性能的影响
4
作者 任志国 夏明生 +3 位作者 刘立学 杨玉厚 彭云 赵琳 《河北冶金》 2025年第9期79-85,96,共8页
采用激光-电弧复合焊的方法对18.4 mm厚X80管线钢进行了双面焊接,分析了不同焊接速度对焊接接头性能的影响。结果表明,焊缝区显微组织主要为针状铁素体、贝氏体和少量先共析铁素体,粗晶区显微组织主要为板条贝氏体和粒状贝氏体。随着焊... 采用激光-电弧复合焊的方法对18.4 mm厚X80管线钢进行了双面焊接,分析了不同焊接速度对焊接接头性能的影响。结果表明,焊缝区显微组织主要为针状铁素体、贝氏体和少量先共析铁素体,粗晶区显微组织主要为板条贝氏体和粒状贝氏体。随着焊接速度增大,焊缝区针状铁素体和板条贝氏体比例增加;粗晶区晶粒尺寸减小,粒状贝氏体比例减少,板条贝氏体比例增加;焊接热输入减少,热影响区硬度增大,焊缝区硬度无明显变化,拉伸试验均断裂于母材;焊缝区韧性增高,当焊接速度1.4 m/min时,焊接接头呈良好的强韧性。这主要是由于较高的焊接速度导致热输入降低,冷却速率加快,从而抑制了粗晶区晶粒长大,促进更多细小的板条贝氏体和针状铁素体形成,有效细化组织并提高韧性。此外,热影响区硬度的提升也与组织细化和高硬度贝氏体含量增加密切相关,而焊缝区组织组成的相对稳定则保证了其硬度的一致性。最优焊接速度1.4 m/min在保证熔透的前提下实现了热输入与冷却速率的良好平衡,获得了综合性能最佳的焊接接头。 展开更多
关键词 焊接速度 x80管线钢 激光-电弧复合焊 显微组织 韧性
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X80M HD2应变设计管线钢及UOE焊管开发
5
作者 章传国 李元 +2 位作者 谢仕强 钟桂香 孙磊磊 《钢管》 2025年第2期23-27,共5页
西气东输四线管道工程途径多处地质活跃断裂带,需要采用Ф1219 mm×33 mm规格X80M HD2级别高性能要求的应变设计管线钢管,为此开展了相应的产品设计、试制及性能分析工作。结果表明,采用铁素体+贝氏体双相组织设计管线钢制成的X80M ... 西气东输四线管道工程途径多处地质活跃断裂带,需要采用Ф1219 mm×33 mm规格X80M HD2级别高性能要求的应变设计管线钢管,为此开展了相应的产品设计、试制及性能分析工作。结果表明,采用铁素体+贝氏体双相组织设计管线钢制成的X80M HD2钢管具有低屈强比、高均匀延伸率及高应力比特征,可以较好地满足西气东输四线工程应变设计需求。进一步分析表明,制管成型过程是钢管相关变形指标下降最为显著的工序,时效过程对相关指标影响较小;通过控制时效后钢管纵向屈服强度530~582 MPa、屈强比≤0.85,可以保证时效后钢管的纵向均匀延伸率、应力比等变形性能指标满足相关技术要求。 展开更多
关键词 管线钢 UOE x80 应变设计
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直流电场对X80钢在硫酸盐还原菌体系中腐蚀行为的影响
6
作者 张雅妮 段博文 +3 位作者 宋伟 张成鑫 樊冰 王思敏 《材料导报》 北大核心 2025年第15期220-228,共9页
随着高压输电线路、轨道交通、油气管道共用公共交通走廊,电场环境必然会对硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀行为产生影响。本工作通过生物培养技术、浸泡实验、电化学等实验方法,结合Na_(2)S_(2)O_(3)滴定技术、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(X... 随着高压输电线路、轨道交通、油气管道共用公共交通走廊,电场环境必然会对硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀行为产生影响。本工作通过生物培养技术、浸泡实验、电化学等实验方法,结合Na_(2)S_(2)O_(3)滴定技术、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、激光共聚焦等分析手段,研究了直流电场对硫酸盐还原菌环境中X80管线钢腐蚀行为的影响,包含SRB数量的变化、硫离子含量和价态的变化、表面生物膜的特征、腐蚀速率及电化学过程特征。结果表明:弱电场促进了SRB的生长,延长了SRB的生命周期,有利于基体表层致密膜层的形成,阻碍了腐蚀性离子的侵蚀;强电场抑制了SRB的生长,缩短了SRB的生命周期,并且在强电场的作用下膜层疏松多孔。同时外加电场改变了膜层中S元素的赋存方式,强电场环境削弱了S元素由氧化态(S^(6+))向还原态(S_(2-))的转变。在0~1200 V/m的测试范围内,电场强度为500 V/m时S_(2-)的含量最高,产物膜最完整致密,腐蚀速率最小;在电场强度为1200 V/m时,S_(2-)含量最低。强电场作用加速了腐蚀性离子和电子的定向迁移,导致X80钢具有最大的失重速率和点蚀速率。 展开更多
关键词 硫酸盐还原菌 电场 x80 生物膜 S离子价态 点蚀
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X80高强钢输油管线焊接工艺研究
7
作者 张磊 《石化技术》 2025年第2期189-190,102,共3页
详细阐述了焊接工艺,包括焊接坡口形式的选择、焊前准备和管口组对、焊前预热以及焊接过程中的具体操作和工艺参数。最后分析了焊接缺陷产生的原因,并提出了相应的预防措施。通过对 X80 高强钢输油管线焊接工艺的研究,为提高该类管线的... 详细阐述了焊接工艺,包括焊接坡口形式的选择、焊前准备和管口组对、焊前预热以及焊接过程中的具体操作和工艺参数。最后分析了焊接缺陷产生的原因,并提出了相应的预防措施。通过对 X80 高强钢输油管线焊接工艺的研究,为提高该类管线的焊接质量提供了技术支持。 展开更多
关键词 x80高强钢 输油管线 焊接工艺 焊接缺陷
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X80钢制管道环焊缝应变时效特性及预测方法 被引量：1
8
作者 范玉然 帅义 +5 位作者 张铁耀 帅健 张怡 高唯 石磊 张俊杰 《油气储运》 北大核心 2025年第2期184-193,共10页
[目的]长输管道在建设与运行期间不可避免会受到应变时效的影响,导致管道母材与环焊缝的力学性能发生劣化,影响服役安全。随着高钢级X80管道的规模化应用,探究高钢级管道环焊接头应变时效特性及规律对保障管道安全服役具有重要意义。[方... [目的]长输管道在建设与运行期间不可避免会受到应变时效的影响,导致管道母材与环焊缝的力学性能发生劣化,影响服役安全。随着高钢级X80管道的规模化应用,探究高钢级管道环焊接头应变时效特性及规律对保障管道安全服役具有重要意义。[方法]选取等强匹配X80钢制管道环焊接头作为研究对象,通过标准冲击实验与小尺寸拉伸实验研究环焊接头经不同温度及周期时效处理后的力学性能变化规律;基于大量实验数据与理论模型,建立了X80管道环焊缝应变时效临界劣化时间预测模型。[结果]相较于单一预应变处理或单一高温时效处理,应变时效处理后环焊缝的冲击韧性显著降低,降幅可达68.5%;应变时效处理后,X80钢的应力-应变曲线由“圆屋顶型”转变为“吕德斯型”,材料强度升高、塑性降低;随着时效温度、时效周期的增加,焊缝材料的塑性变形能力急剧劣化。[结论]通过所建应变时效临界劣化时间预测模型,预测得到在服役温度为20℃的条件下,若X80钢环焊缝发生应变集中,其韧性将于约119.7 d后劣化至无法满足安全服役要求。研究成果可为高钢级管道环焊缝应变时效的认识、防治及控制提供数据支撑与理论指导。 展开更多
关键词 油气管道 x80钢 环焊缝 冲击韧性 力学性能 应变时效
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不同含氢环境下X80管线钢的慢应变速率拉伸性能 被引量：1
9
作者 牛化昶 李毅 +1 位作者 宋卫臣 吕加华 《机械工程材料》 北大核心 2025年第3期100-104,共5页
在气体组成(体积分数)为2%H_(2)+2%CO_(2)+N_(2)(2%氢环境)、5%H_(2)+2%CO_(2)+N_(2)(5%氢环境)以及100%N_(2)(无氢环境)的12 MPa高压环境中,对X80管线钢母材轴向、周向试样以及焊缝试样开展慢应变速率拉伸试验,研究了不同环境下试样的... 在气体组成(体积分数)为2%H_(2)+2%CO_(2)+N_(2)(2%氢环境)、5%H_(2)+2%CO_(2)+N_(2)(5%氢环境)以及100%N_(2)(无氢环境)的12 MPa高压环境中,对X80管线钢母材轴向、周向试样以及焊缝试样开展慢应变速率拉伸试验,研究了不同环境下试样的拉伸性能,基于断面收缩率评价了母材和焊缝的氢脆敏感性。结果表明:与无氢环境相比,2%氢环境、5%氢环境下母材轴向试样的断后伸长率分别降低约1%和5%,母材周向试样分别降低约7%和11%,焊缝分别降低约7%和12%,焊缝的塑性劣化程度大于母材,且在5%氢环境中的劣化程度更大;在2%和5%氢环境中母材和焊缝的抗拉强度基本相似;在相同含氢环境中母材周向试样的抗拉强度高于轴向试样,焊缝的抗拉强度最低,母材轴向试样的塑性优于周向试样,焊缝的塑性最差。2%氢环境下母材以及焊缝的氢脆敏感性小于5%氢环境下,在相同含氢环境下焊缝的氢脆敏感性最大,母材周向试样次之,母材轴向试样最小。 展开更多
关键词 x80管线钢 含氢环境 慢应变速率拉伸 断后伸长率 氢脆敏感性
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弱磁激励条件下X80钢轴向应力检测技术研究 被引量：1
10
作者 何腾蛟 廖健成 +4 位作者 廖柯熹 朱洪东 陈璐洁 夏国强 姜禹桐 《中国测试》 北大核心 2025年第10期138-147,共10页
据统计,X80钢管道总里程已达17000 km,其敷设环境多为山区,沿线地质条件复杂多变。频发的地势灾害附加的外部荷载容易导致管道产生较大轴向应力,引起管道变形、断裂等失效事故,威胁油气管道的安全运营。因此,该文通过开展弱磁激励下X80... 据统计,X80钢管道总里程已达17000 km,其敷设环境多为山区,沿线地质条件复杂多变。频发的地势灾害附加的外部荷载容易导致管道产生较大轴向应力,引起管道变形、断裂等失效事故,威胁油气管道的安全运营。因此,该文通过开展弱磁激励下X80钢管道轴向拉伸测试实验,分析X80钢在激励条件下,磁梯度张量信号与轴向应力的定量变化规律。采用PCA主成分分析法和GA-BP机器学习算法,建立X80钢轴向应力值计算模型。基于此,自主开发X80钢管道磁应力检测评估系统。研究表明,X80钢激励磁梯度张量信号能够有效表征轴向应力状态。建立的磁应力检测评估系统可以准确计算X80钢管道的轴向应力值,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 x80钢 管道 弱磁激励 轴向应力 无损检测
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水-氧-应力联合作用对X80液氨管道应力腐蚀的影响实验 被引量：1
11
作者 李加庆 何帅震 +4 位作者 赵子峰 冯智雨 尹鹏博 滕霖 江莉龙 《油气储运》 北大核心 2025年第3期271-279,共9页
【目的】在“双碳”目标下,液氨有望成为高效与安全的储氢载体。但在液氨长距离管输过程中,管材易发生液氨应力腐蚀开裂进而引起液氨泄漏事故,威胁液氨管道运行本质安全。因此,探究管线钢液氨应力腐蚀敏感性规律对保障管道安全意义重大... 【目的】在“双碳”目标下,液氨有望成为高效与安全的储氢载体。但在液氨长距离管输过程中,管材易发生液氨应力腐蚀开裂进而引起液氨泄漏事故,威胁液氨管道运行本质安全。因此,探究管线钢液氨应力腐蚀敏感性规律对保障管道安全意义重大。【方法】为分析管线钢在含杂质液氨环境下的应力腐蚀行为,设计并开展了不同含量的水、氧气及不同应力下的X80管线钢C形环法应力腐蚀实验;采用失重法、控制变量法定量分析杂质及应力联合作用对X80管线钢液氨应力腐蚀行为的影响;基于管线钢的腐蚀速率、腐蚀微观形貌及腐蚀产物3个方面,阐明管线钢的液氨应力腐蚀演化规律及内在机理。【结果】在无水液氨环境下,随着氧含量的增加,管线钢腐蚀速率增大;随着应力的增加,管线钢腐蚀速率迅速增大;当在含氧液氨中加入质量分数为0.20%的水,在所研究的氧浓度范围内,管线钢的腐蚀速率均降低。氧浓度与应力的联合作用会诱发管线钢表面形成腐蚀产物:当施加应力为100%屈服强度时,腐蚀产物呈颗粒状沉积形态,且有裂纹萌生与扩展;随着应力进一步增大至125%屈服强度、150%屈服强度时,管线钢表面萌生出更多裂纹且部分相连,腐蚀形貌呈现胶泥状沉积形态并伴有龟裂纹形成。分别加入质量分数为0.20%与1.00%的水,即使在高应力下,管线钢表面仅出现少量微裂纹与腐蚀产物,表明一定量的水杂质能够抑制管线钢的液氨应力腐蚀开裂倾向。【结论】在液氨管道设计、建设及运行过程中,需要考虑氧气杂质的混入、管材的高应力抗力以及管道施工引起的残余应变等因素对液氨管道应力腐蚀开裂的影响,必要时可添加一定量的水降低液氨腐蚀风险,提升高钢级管道的服役安全。 展开更多
关键词 x80管线钢 液氨 水-氧-应力 应力腐蚀 腐蚀速率
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退火处理对X80钢组织及在盐渍土壤模拟溶液中交流腐蚀行为的影响
12
作者 倪祺航 徐冬红 +2 位作者 沈芳明 周健 朱敏 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第6期109-117,共9页
首先对X80钢在1150℃进行不同时间的退火处理,采用扫描电镜观察其退火后的组织,利用电化学工作站、浸泡实验和电化学阻抗谱(EIS)测试等研究了不同退火时间的X80钢在盐渍土壤模拟溶液中的交流腐蚀行为。结果表明:退火后,X80钢组织由晶界... 首先对X80钢在1150℃进行不同时间的退火处理,采用扫描电镜观察其退火后的组织,利用电化学工作站、浸泡实验和电化学阻抗谱(EIS)测试等研究了不同退火时间的X80钢在盐渍土壤模拟溶液中的交流腐蚀行为。结果表明:退火后,X80钢组织由晶界清晰可见的多边形铁素体(PF)和珠光体(P)组成,随着退火时间的增加,珠光体的数量随之减少,铁素体的平均晶粒尺寸增大;在有无交流电干扰下,不同退火时间的X80钢呈现出不同的耐蚀性,其耐蚀性随着退火时间的延长而提高;交流电干扰导致阴极反应发生改变,并促进了X80钢的腐蚀;退火20 min的X80钢的腐蚀程度最严重,其表面有明显的点蚀;不同退火时间的X80钢在交流电施加下的腐蚀行为与其微观组织结构密切相关;珠光体的减少降低微电偶腐蚀电池的数量,从而减缓了X80钢的腐蚀;此外,晶粒尺寸的增加有利于提高X80钢的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 x80钢 退火处理 耐蚀性 盐渍土壤 珠光体
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磁场和微生物对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响
13
作者 申雨欣 王丹 +2 位作者 郭大成 谢飞 王雨欣 《表面技术》 北大核心 2025年第14期37-47,共11页
目的 探究磁场(Magnetic Field, MF)和硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria, SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响。方法 将X80钢拉伸试样浸泡在接种SRB的培养基中分别1、4、7、10、14 d以形成生物膜,随后分别在无磁场和100 mT垂直... 目的 探究磁场(Magnetic Field, MF)和硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria, SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响。方法 将X80钢拉伸试样浸泡在接种SRB的培养基中分别1、4、7、10、14 d以形成生物膜,随后分别在无磁场和100 mT垂直磁场的环境下进行慢应变速率拉伸试验,并利用扫描电子显微镜进行断口形貌观察。结果 慢应变速率拉伸数据表明,试样在SRB溶液中的断裂应变和结合能大幅减小;磁场单独作用于无菌溶液中表现出更弱的应力腐蚀趋势而施加磁场在接种SRB溶液中变为增强趋势。表征分析也观察到SRB组试件主断口主要由解理性台阶组成,侧表面出现多条裂纹;磁场单独作用于无菌溶液中试件主断口有大量韧窝,侧表面平整、无裂纹;同等天数下SRB+MF组试件的脆性断裂加重,主断口解理性台阶更多更深且侧表面裂纹较SRB组也更深。结论 在无菌环境下,MF阻碍了腐蚀性离子迁移到电极表面,从而抑制腐蚀过程。而在有菌环境下,磁场使SRB在X80钢表面的黏附情况发生改变,使试件表面的生物膜分布更为聚集,导致局部浓度差进而加速了点蚀。X80钢试件在MF、SRB、应力三者协同作用下的腐蚀速率显著增加。 展开更多
关键词 磁场 硫酸盐还原菌 x80钢 应力腐蚀开裂 生物
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控制冷却工艺对21.4 mm厚X80组织和落锤性能的影响
14
作者 熊雪刚 陈述 +4 位作者 于秀 张开华 田光林 胡云凤 崔凯禹 《热加工工艺》 北大核心 2025年第20期129-132,共4页
通过工业试制开展了不同冷却工艺对X80组织和落锤性能的影响研究。结果表明,终轧温度偏低时,会形成粗大的表面铁素体变形层;终冷温度偏高时,会形成碳化物较少、尺寸较大的先共析铁素体;层流冷却水温偏高时,会形成粗大的先共析铁素体,基... 通过工业试制开展了不同冷却工艺对X80组织和落锤性能的影响研究。结果表明,终轧温度偏低时,会形成粗大的表面铁素体变形层;终冷温度偏高时,会形成碳化物较少、尺寸较大的先共析铁素体;层流冷却水温偏高时,会形成粗大的先共析铁素体,基本无针状铁素体;表面积水严重时,会使准多边形铁素体比例增高、尺寸增大,上述工艺均会降低落锤性能。提出了工艺优化方案:将终轧温度控制在760~820℃,将终冷温度控制在≤500℃,将层流冷却水温度控制在≤31℃,同时投用强力侧喷水,吹扫钢板表面积水。工艺优化后,表面和心部均获得了针状铁素体,落锤剪切面积比≥85%。 展开更多
关键词 x80 终轧温度 终冷温度 层流冷却水温 针状铁素体 落锤性能
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高压纯氢环境对X80管线钢焊接接头氢脆敏感性的影响 被引量：2
15
作者 王鹏涛 崔崇 +3 位作者 孙晨 鲁仰辉 刘伟 杨志文 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第1期118-124,共7页
目的研究高压纯氢环境对X80管线钢焊接接头氢脆敏感性的影响,为天然气管道掺氢焊接工艺提供参考。方法采用冲击试验和慢应变速率拉伸试验,结合SEM断口分析及塑性指标计算,研究了6.3 MPa高压纯氢环境中X80管线钢焊接接头氢脆敏感性。结果... 目的研究高压纯氢环境对X80管线钢焊接接头氢脆敏感性的影响,为天然气管道掺氢焊接工艺提供参考。方法采用冲击试验和慢应变速率拉伸试验,结合SEM断口分析及塑性指标计算,研究了6.3 MPa高压纯氢环境中X80管线钢焊接接头氢脆敏感性。结果(1)6.3 MPa纯氢环境下X80管线钢热影响区和焊缝的强度和塑性指标均有所下降,表现出一定的氢脆敏感性;(2)试样断口边缘出现脆性断裂的解理形貌,韧性断裂向脆性断裂转变;(3)塑性指标比值及延伸率下降率计算结果表明,相比于热影响区,6.3 MPa纯氢环境下焊缝的氢脆敏感性更高。结论在6.3 MPa高压纯氢环境中,X80管线钢焊接接头抗氢脆敏感性显著下降,断面收缩率、延伸率和抗拉强度均低于常压空气环境。 展开更多
关键词 高压纯氢环境 x80管线钢 焊接接头 氢脆 冲击试验 拉伸试验
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X80管道焊缝热影响区硬度预测公式与应用
16
作者 蒋庆梅 邓丽阳 +3 位作者 王昊 张小强 甄莹 任东东 《油气储运》 北大核心 2025年第7期684-693,共10页
【目的】在油气管道长期服役过程中,环焊缝热影响区性能不均是导致管道失效的重要因素之一,尤其对于高钢级管道,这一问题尤为严重。工程实践中常将硬度作为评估钢材性能的重要指标,为了提升管道的安全性并降低失效风险,需要对环焊缝热... 【目的】在油气管道长期服役过程中,环焊缝热影响区性能不均是导致管道失效的重要因素之一,尤其对于高钢级管道,这一问题尤为严重。工程实践中常将硬度作为评估钢材性能的重要指标,为了提升管道的安全性并降低失效风险,需要对环焊缝热影响区的硬度进行精确预测。【方法】通过开展热模拟实验和硬度测试,建立热模拟试样硬度和全尺寸环焊接头热影响区硬度数据库。在传统最大热影响区硬度预测方程的基础上,并列考虑热影响区由800℃冷却至500℃所需时间t8/5、一次峰值温度、二次峰值温度,利用热模拟试样硬度数据库,拟合热影响区硬度分布预测经验公式。将该公式应用于实际焊接接头,结合有限元模型计算得到的全尺寸焊接接头温度历程,对其热影响区硬度分布进行预测,并将结果与全尺寸环焊接头热影响区硬度数据库进行对比以验证公式的准确性。【结果】针对全自动焊、组合自动焊两种焊接工艺下的全尺寸接头,该预测公式在热影响区预测的硬度均值平均相对误差分别为2.27%、1.12%,证明该公式具有较高的预测准确性。【结论】尽管新预测拟合公式在硬度极值波动与分布预测方面存在较大误差,但整体上能够有效地对管道焊缝区域的整体材料性能进行评估,可为提高焊缝质量、优化焊接工艺参数提供科学指导,增强油气管道的整体安全性和可靠性。 展开更多
关键词 油气管道 x80管道 热影响区 硬度预测 经验方程
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铌析出物对X80管线钢抗氢致裂纹性能的影响
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作者 任振渔 宋波 +1 位作者 许国方 程文森 《钢铁钒钛》 北大核心 2025年第4期166-173,共8页
研究了Nb含量对X80管线钢中析出相特征、氢扩散行为、抗氢致裂纹(HIC)性能的影响。结果表明:随着钢中Nb含量增加,在相同的统计面积下,钢中纳米级析出相数量由Nb1钢(含铌0.04%)中的87个增加到Nb3钢(含铌0.12%)中的506个,钢中NbC占比由64.... 研究了Nb含量对X80管线钢中析出相特征、氢扩散行为、抗氢致裂纹(HIC)性能的影响。结果表明:随着钢中Nb含量增加,在相同的统计面积下,钢中纳米级析出相数量由Nb1钢(含铌0.04%)中的87个增加到Nb3钢(含铌0.12%)中的506个,钢中NbC占比由64.82%增加到98.22%。氢原子在钢中的扩散系数由Nb1钢中的1.63×10^(-6)cm^(2)/s降低到Nb3钢中的9.35×10^(-7)cm^(2)/s。钢中裂纹的扩展模式由Nb1钢中沿晶、穿晶混合变为Nb2、Nb3钢中的以穿晶为主。纳米级NbC可作为氢陷阱捕获钢中可扩散氢原子,降低氢原子的聚集和钢中氢致裂纹的萌生。当钢中Nb含量为0.12%时,钢的抗HIC性能最好。 展开更多
关键词 x80管线钢 铌析出相 氢扩散 HIC
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温度与氢气压力对纯氢环境中X80钢断裂行为的影响 被引量：1
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作者 吴林恩 夏培培 +3 位作者 李硕 徐晓林 谷云龙 靳海成 《机械工程材料》 北大核心 2025年第7期30-36,共7页
在不同氢气压力(2.5,6.0,10.0 MPa)和温度(-2,23,48℃)下对X80钢进行纯氢环境慢应变速率拉伸试验,研究了氢气压力和温度对拉伸性能和氢脆断裂的影响,结合断口形貌分析了影响机制。结果表明:随着氢气压力增加,X80钢的抗拉强度和断后伸长... 在不同氢气压力(2.5,6.0,10.0 MPa)和温度(-2,23,48℃)下对X80钢进行纯氢环境慢应变速率拉伸试验,研究了氢气压力和温度对拉伸性能和氢脆断裂的影响,结合断口形貌分析了影响机制。结果表明:随着氢气压力增加,X80钢的抗拉强度和断后伸长率均减小,氢脆敏感性增大;随着温度升高,抗拉强度和断后伸长率均先减小后增大,氢脆敏感性先增大后减小。增加氢气压力会促进氢原子渗入钢内部并集中在晶界交汇处或内部固有缺陷处,这加速了微小裂纹的萌生与扩展,进而导致断裂;提高温度会加速氢扩散,但降低氢在晶界处偏聚,拉伸断裂由脆性断裂转变为韧性断裂。 展开更多
关键词 氢脆 x80管线钢 温度 氢气压力 慢应变速率拉伸试验
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TMCP工艺对厚规格X80M管线钢低温韧性的影响
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作者 刘干 王进臣 +4 位作者 杨博 孔祥磊 黄明浩 王杨 刘方策 《中国冶金》 北大核心 2025年第9期81-89,共9页
在厚规格X80M管线钢的工业化生产中,通过成分体系优化与热机械控制轧制(TMCP)工艺调控实现高强度与低温韧性(特别是低温落锤撕裂试验DWTT性能)的良好匹配,是其生产技术开发及工程化应用亟须解决的关键技术难题。针对厚规格X80M管线钢的... 在厚规格X80M管线钢的工业化生产中,通过成分体系优化与热机械控制轧制(TMCP)工艺调控实现高强度与低温韧性(特别是低温落锤撕裂试验DWTT性能)的良好匹配,是其生产技术开发及工程化应用亟须解决的关键技术难题。针对厚规格X80M管线钢的低温韧性控制问题,采用高温原位观察、中试轧钢试验以及金相组织分析等方法,系统研究了连铸坯加热制度对原始奥氏体晶粒尺寸的影响、粗轧变形工艺对再结晶奥氏体晶粒尺寸和低温韧性的影响,并通过热模拟试验分析了精轧后不同冷却速率对显微组织的影响。结果表明,厚规格X80M管线钢采用1160~1180℃加热温度(均热时间20~40min),粗轧阶段单道次变形量不低于22%,精轧后以20~30℃/s冷却速率控冷至320~400℃卷取时,可获得以针状铁素体为主以及少量弥散分布的马氏体/奥氏体(M/A)岛组成的显微组织。该组织特征使X80M管线钢实现了强韧性良好匹配,最终产品低温韧性优异,性能满足相关技术规范要求,服役安全性高,已成功应用于“川气东送二线”国家重大天然气管道工程,有力支撑了中国能源输送管网的高质量建设。研究结果为厚规格X80M管线钢低温韧性的优化提供了技术参考,具有较高的实际指导价值。 展开更多
关键词 TMCP工艺 x80M管线钢 奥氏体晶粒尺寸 微观组织 低温韧性
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X80M管线钢的热变形行为及应变补偿型本构模型
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作者 刘干 艾铖珅 +2 位作者 王杨 孔祥磊 黄明浩 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期123-128,共6页
采用Gleeble-3800型热力模拟试验机对X80M管线钢进行单道次热压缩试验,研究了其在变形温度900~1100℃和应变速率0.1~7 s^(-1)条件下的热变形行为;根据试验得到的真应力-真应变曲线,考虑真应变对流变应力的影响构建了X80M管线钢的应变补... 采用Gleeble-3800型热力模拟试验机对X80M管线钢进行单道次热压缩试验,研究了其在变形温度900~1100℃和应变速率0.1~7 s^(-1)条件下的热变形行为;根据试验得到的真应力-真应变曲线,考虑真应变对流变应力的影响构建了X80M管线钢的应变补偿型Arrhenius本构模型,并对该模型进行了验证。结果表明:随着变形温度的升高或应变速率的降低,X80M管线钢的流变应力降低,X80M管线钢具有负温度敏感性和正应变速率敏感性;在高变形温度(1050~1100℃)和低应变速率(0.1~1 s^(-1))下X80M管线钢表现出动态再结晶特征,在低变形温度(900~1000℃)和高应变速率(4~7 s^(-1))下则表现出动态回复特征。用构建的应变补偿型本构模型计算的真应力与试验结果相吻合,线性相关系数为0.997,平均相对误差为1.791%;该模型具有较高的预测精度,能够准确预测X80M管线钢的高温流变行为。 展开更多
关键词 x80M管线钢 热变形行为 应变补偿 本构模型
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