Page 33 - 理化检验-物理分册2025年第三期
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蔺卫平，等：X80钢管环焊缝接头的显微组织与力学性能
重要。 笔者对某管道工程焊接工艺进行评定，观察了
长输管道现在唯一的连接方式是焊接，环焊缝 焊缝的宏观形貌和显微组织，测试了焊接接头的关
接头的性能和质量对管道运行期间的稳定性和安 键力学性能，并对试验结果进行了分析，为提升长输
全性有决定作用 [1-6] 。国家管网标准DEC-OGP-G- 管线环焊缝接头质量提供了试验依据。
WD-002-2020-1《油气管道工程线路焊接技术规定》
对油气管道的焊接方法、焊接材料、焊接工艺评定， 1 试样制备与试验方法
以及现场焊接质量进行了规定，要求对L485（X70） 试验对象为1 219 mm×22.0 mm（外径×壁厚）
及以上钢级管道环焊缝焊接接头进行CTOD（裂纹 的X80M钢对接环焊缝接头。取样位置如图1所示。
尖端张开位移）试验。有许多文献 [7-11] 也对高钢级 平焊位取样位置为0点方向，立焊位取样位置为3点
管线钢进行了CTOD试验。 方向，仰焊位取样位置为6点方向。
图 1 取样位置示意
在环焊缝接头平焊位、立焊位和仰焊位焊缝横 位和仰焊位截取焊接接头硬度试样，进行维氏硬度
截面上截取金相试样，用OLS 4100型激光共聚焦显 测试，压痕位置如图2所示。
微镜观察焊缝的宏观形貌和显微组织。 分别在焊口平焊位、立焊位和仰焊位的焊缝和
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限取焊接接头板状拉伸试样， 熔合线处各取1件CTOD试样，试样为三点弯曲试
试样平行段宽度为19 mm。在平焊位和仰焊位截取 样，试样公称宽度为 32 mm，厚度为 16 mm。采用
全焊缝棒状拉伸试样，试样平行段直径为10 mm，标 整体刀口试样。依据标准GB/T 21143—2014《金
距为 50 mm，分别采用SHT4106 型和UTM5305 型 属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法》，GB/T
材料试验机进行拉伸试验。在平焊位、立焊位和仰 28896—2013《金属材料 焊接接头准静态断裂韧度
焊位焊缝中心和熔合线的内表面、外表面截取冲击 测定的试验方法》，加载速率为1 mm/min；采用断口
分析仪对裂纹长度进行测量，测量精度为0.001 mm。
试样，试样尺寸为10 mm×10 mm×55 mm（长度×
宽度×高度），采用PIT752D-2 型冲击试验机进行 2 试验结果与讨论
冲击试验。试验温度为－10 ℃， 每组测3个试样，取
2.1 宏观形貌和显微组织
平均值。采用KB30BVZ-FA型维氏硬度计在立焊
不同焊接位置处焊接接头的宏观形貌如图 3 所
示。由图 3 可知：平焊位，立焊位和仰焊位焊接接
头均无气孔、夹渣、未熔合等焊接缺陷，焊接层数
均为 10 层 11 道。焊接接头的显微组织形貌如图 4
所示。母材组织由粒状贝氏体组成，焊缝组织由晶
内成核针状铁素体加少量的粒状贝氏体和多边铁
素体组成，粗晶区组织由粒状贝氏体组成，细晶区
组织由多边铁素体和少量的马氏体、奥氏体岛状组
图 2 维氏硬度试验压痕位置示意 织组成。
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