Page 68 - 理化检验-物理分册2021年第十二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202112011

X80 管线钢焊接工艺热模拟

由宗彬 1 , 2 , 李东艳 , 李烨铮 1 , 2 , 闫 臣 1 , 2 , 刘 宇 1 , 2

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( 1. 中国石油天然气管道科学研究院有限公司, 廊坊 065001 ;

2. 输油输气输送安全国家工程试验室, 廊坊 065001 ;

3. 国家管网集团华北天然气管道有限公司, 天津 300000 )

摘 要: 采用 Gleeble3500型热模拟试验机对 X80管线钢进行模拟, 制定出了 X80管线钢的模
拟焊接热影响区连续冷却转变( SHCCT ) 曲线, 分析了显微组织和硬度随冷却速率的变化情况。结
果表明: X80管线钢的冷裂纹敏感性指数小于0.2% , 具有低焊接裂纹敏感性, 焊接工艺的预热温度
应控制在47℃以上, 且应避免在较快的冷却速率下焊接。经过热模拟后对 X80管线钢冲击吸收

能量和 SHCCT 曲线的初步推断, X80管线钢焊接时较合理的热输入为10~20kJ · cm 。

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关键词: X80管线钢; 热模拟; 焊接工艺; 裂纹敏感性; 热输入

中图分类号: TG115 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 12-0052-03

ThermalSimulationofWeldin gProcessofX80Pi p elineSteel

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1 , 2
1 , 2
YOUZon g bin , LIDon gy an , LIYezhan g 1 , 2 , YANChen , LIUYu 1 , 2

( 1.NationalEn g ineerin gLaborator y ofChinaPetroleumPi p elineResearchInstitute , Lan g fan g 065001 , China ;

2.ChinaPetroleumPi p elineResearchInstituteCo. , Ltd. , Lan g fan g 065001 , China ;

3.NorthNaturalGasPi p elineCom p an y ofChinaOil& GasPi p elineNetworkCor p oration , Tian j in300000 , China )

Abstract : X80p i p elinesteelwassimulatedb yGleeble3500thermalsimulationtestmachine , thesimulated

weldin gheataffectedzonecontinuouscoolin g transformation ( SHCCT ) curveofX80 p i p elinesteelwasformulated ,

andthechan g esofmicrostructureandhardnesswithcoolin g ratewereanal y zed.Theresultsshowthatthecoldcrack

sensitivit y indexofX80p i p elinesteelwaslessthan0.2% , whichhadlow weldin gcracksensitivit y .Thep reheatin g

tem p eratureofweldin gp rocessshouldbecontrolledabove47 ℃ , andweldin gatfastcoolin grateshouldbeavoided.

Accordin g tothep reliminar y inferenceofim p actabsorbedener gyandSHCCTcurveofX80p i p elinesteelafterthermal

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simulation , themorereasonableheatin p utdurin gweldin g ofX80p i p elinesteelwas10-20kJ · cm .

Ke y words : X80p i p elinesteel ; thermalsimulation ; weldin gp rocess ; cracksensitivit y ; heatin p ut
随着管线钢钢材强度的提高, 高钢级管线钢 接试验来研究材料的焊接性能, 从而确定焊接工

焊接接头产生焊接冷裂纹的倾向也增大。因此制 艺参数。笔者采用 Gleeble3500 型热模拟试验机
定合理的焊接工艺, 避免焊接冷裂纹的产生是焊 对 X80管线钢进行模拟, 绘制出了 X80 钢的模拟
接生产的关键。以往焊接工艺参数的确定是以焊 焊接热影响区连续冷却转变( SHCCT ) 曲线, 分析
接工艺评定试验来确定。在实际的工作中主要根 了显微组织和硬度随冷却速率的变化情况。通过
据掌握的材料焊接性能再结合工程特点与设计、 分析典型热输入对 X80钢热影响区冲击韧性的影
工艺要求及合格的焊接工艺制定出适合具体施工 响, 结合组织和硬度随冷却速率的变化情况, 以及
要求的焊接工艺参数 [ 1 ] 。而模拟焊接试验则可以 冷裂纹敏感性指数的计算, 提出了 X80 钢焊接时
节约大量的人力和物力, 因此现在常采用模拟焊 较合理的热输入范围。
1 试验材料及试验方法
收稿日期: 2021-09-18
作者简介: 由宗彬( 1986- ), 男, 工程师, 主要从事长输油气管道
试验材料选自某厂生产的 X80 管线钢直缝埋
管线钢焊接冶金研究及失效分析工作, y ouzon g bin@126.com
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