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        關(guān)于焊管熱處理后壓扁試驗(yàn)失效的分析研究

        2015-05-30 10:48:04吳國強(qiáng)王小剛劉光運(yùn)
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年15期
        關(guān)鍵詞:壓扁失效焊縫

        吳國強(qiáng) 王小剛 劉光運(yùn)

        摘 要:采用直縫焊管經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理生產(chǎn)API5CT鋼級的高抗擠毀石油套管,在對焊縫部位進(jìn)行壓扁試驗(yàn)的過程中,焊縫部位(即90°位置)沿縱向開裂,壓扁試驗(yàn)失效。

        關(guān)鍵詞:石油套管;焊管;焊縫;壓扁;失效

        1 概述

        近期,采用直縫焊管生產(chǎn)的鋼級為TPHCP110石油套管,鋼號為27Mn6、爐號為9410043,規(guī)格為Ф193.68×9.52mm,在對焊縫部位進(jìn)行壓扁試驗(yàn)的過程中,焊縫部位沿縱向開裂。為查明焊管開裂的原因,取四個帶有不同程度開裂的壓扁試樣缺陷的樣管進(jìn)行分析,同時取一段完整的樣管進(jìn)行對比分析。

        2 分析研究

        2.1 宏觀觀察和取樣

        送檢的四個壓扁試樣焊縫部位均有不同程度開裂,開裂嚴(yán)重的裂紋沿縱向穿透整個試樣,裂紋開口較寬;開裂輕微的在試樣中部的焊縫處有一條細(xì)小的裂紋。壓扁試驗(yàn)焊縫部位開裂宏觀形貌如圖1、圖2。在開裂最嚴(yán)重的試樣(1#)和開裂最輕微的試樣(2#)上的焊縫部位各取三塊金相試樣進(jìn)行分析,在焊縫附近取一塊化學(xué)試樣進(jìn)行成分分析。同時在完整的樣管(3#)上的焊縫部位、遠(yuǎn)離焊縫180度部位分別取一塊試樣進(jìn)行金相對比分析。

        2.2 化學(xué)分析

        2.3 金相分析

        拋光后橫向觀察:1#試樣橫截面焊縫部位外壁缺陷是深6.6mm的大裂紋,裂紋開口較寬,垂直于表面分布,裂紋周圍無夾雜物偏聚,在焊縫部位未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷以及管體表面原始缺陷;2#試樣橫截面焊縫部位外壁缺陷是深約0.6mm裂紋,裂紋垂直于表面分布,裂紋周圍無夾雜物偏聚,在焊縫部位未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷以及管體表面原始缺陷。拋光態(tài)1#試樣橫截面焊縫部位外壁裂紋局部形貌如圖3所示,2#試樣橫截面焊縫部位外壁裂紋局部形貌如圖4所示。

        腐蝕后觀察:1#試樣橫截面焊縫部位組織為回火索氏體+網(wǎng)狀鐵素體+回火貝氏體,裂紋沿焊縫分布,其中網(wǎng)狀鐵素體含量較多,網(wǎng)狀鐵素體沿焊縫徑向分布,裂紋分布在鐵素體帶上,1#試樣橫截面外壁裂紋周圍組織局部形貌見圖5、局部放大形貌見圖6;2#試樣橫截面焊縫部位組織為回火索氏體+網(wǎng)狀鐵素體+回火貝氏體,網(wǎng)狀鐵素體含量較1#試樣的要少,同樣裂紋沿焊縫分布,2#試樣橫截面外壁裂紋周圍組織局部形貌見圖7;3#試樣焊縫部位組織同樣為回火索氏體+網(wǎng)狀鐵素體+回火貝氏體,3#試樣焊縫部位組織局部放大形貌見圖8。

        對比分析3個試樣焊縫部位的組織以及遠(yuǎn)離焊縫部位的基體組織,發(fā)現(xiàn)焊縫部位均有大量網(wǎng)狀鐵素體,基體部位近外壁也有較多的網(wǎng)狀鐵素體,中部及近內(nèi)壁組織幾乎都是回火索氏體。遠(yuǎn)離焊縫部位基體近外壁組織局部放大形貌見圖9,近內(nèi)壁組織局部放大形貌見圖10。

        3 結(jié)束語

        (1)樣管的化學(xué)成分分析結(jié)果未見異常。(2)樣管基體部位的夾雜和晶粒度正常。(3)樣管基體近外壁組織為回火索氏體+網(wǎng)狀鐵素體+回火貝氏體,中部及近內(nèi)壁組織為回火索氏體。焊縫部位組織同樣為回火索氏體+網(wǎng)狀鐵素體+回火貝氏體。(4)樣管焊縫開裂部位無夾雜物偏聚,未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷以及管體外壁原始缺陷,嚴(yán)重開裂的1#試樣裂紋深6.6mm,輕微開裂的2#試樣裂紋深0.6mm。1#試樣裂紋周圍組織有較多的網(wǎng)狀鐵素體,2#試樣裂紋周圍組織網(wǎng)狀鐵素體含量相對較少。(5)從樣管焊縫部位開裂的宏觀形態(tài)和微觀組織特征判斷:焊管壓扁試驗(yàn)焊縫部位開裂可能與焊縫部位組織有關(guān),即焊縫部位網(wǎng)狀鐵素體含量較多。

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