分析镍基合金625＋x65复合管的焊接性和焊接工艺研究 .pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com用广角(罐ii歌《ttlo·t§镍基合金625+X65复合管的焊接性和焊接工艺研究Resea。皿theWc~ga皿d喀l。gyofNicke~B~edAlloys625+X65C。e文／张凯峰周叶平(1一深圳海油工程水下技术有限公司；2一云浮市特种设备检验所)摘要：本文从力学性能和抗腐蚀性能对镍基合金625+X65复合管的焊接性进行分析，并对镍基合金复合管进行焊接试验，以及焊缝力学性能和H2S腐蚀试验。试验结果表明：通过选择合理的焊接工艺方法能够得到性能良好的

2、焊缝，焊缝硬度大于母材但小于熔合区硬度，沿熔深方向硬度没有明显变化，焊缝具有良好的力学性能和抗腐蚀性能。关键词：镍基合金625+X65复合管；焊接性；焊接工艺随着人们对石油资源的需求日益增长，海底有较强的耐腐l生能。本文针对镍基合金625+X65输气输油管线越来越多。一般从海底开采的石油复合管的焊接陛和焊缝力学性能进行研究，为镍或者天然气都不是纯净的，大多含有腐蚀介质。基合金复合管的焊接提供理论基础。普通的输油输气管线的材质大多为A~I5LX65或者X70。海管外部涂有防腐油漆，可以阻止海水1镍

3、基合金625+X65复合管的焊接性对管线的腐蚀；管线内部不含任何防腐层，可长分析期在低腐蚀介质环境下服役。如果介质的腐蚀性焊接试验用的复合管内层为镍基耐蚀合金，较强，那么普通管线就很容易被侵蚀，大大降低在室温下的微观金相组织为单一奥氏体组织；管线的服役寿命。管线不能使用后，需将管线打外层(X65)为低合金钢，在室温下的微观金相捞出，再更换新的管线，维护成本大。镍基合金组织为针状铁素体+珠光体的混合物。试验用复625+X65复合管由两层构成，x65~1-层与常规的海合管规格为q~219mmX(11

4、．1+3)mln。镍基合金管相同，主要提供力学性能，镍基合金625内层625与X65低合金钢的化学成分见表1、力学性能和物理性能见表2。材料C。SiMnPSNiM0CrCo+Ta1．1从表1和表2可以看出镍基合金625与X65低镍基合金6250．10．5O．5≤O．15≤0．15≥588～1O20-233．15～4．1X650．082O．211_420．0240．009合金钢的化学成分差别很大。在焊接时，合理选择填充金属是获得良好焊接接头的基本要求。材料屈服强度抗拉强度延伸率布氏硬度线膨胀系数／

5、导热率，由于物理性能(线膨胀系数和导热系数)两者2／MPa口JMPa盯√％HBS(×10—6／C)(W／m·k：的差异较大，焊接热量扩散不均匀，导致焊缝镍基合金625≥379≥758≥3OX65≥448≥530≥l811组织晶粒粗大，产生较大的内应力，增加热裂．877．5作者简介：张凯峰(1986一)，男，焊接工程师，目前从事海底管道、海上结构等焊接技术工作。J一56现代焊接2015年第9期总第153期学兔兔www.xuetutu.com用广角g~／／p．#lleationl6()o±5。纹倾向

6、，降低复合管内层的耐腐蚀性能，故应——选择线能量输入较小的焊接方法。1．2焊接镍基合金625焊接时，由于s、si等杂质在焊缝金属中偏析，形成低熔点共晶体；这种低熔点共晶体常常汇集在晶界处形成液态薄图1焊接坡口及焊接顺序图膜，焊缝金属凝固时在应力的作用下形成高温低塑性裂纹。同时由于镍基合金625的导热性较表3焊残上艺疹数焊道焊接填充金属电流电压焊接速度线能量差，容易造成晶粒粗大，晶间增厚，使得晶间方法直径(mm)名称极性电流(A)fv)(mrrdmin)(kJ／ram结合力减弱，促进热裂纹的产生。

7、打底焊GTAW2．4UTPA6222MoDCEN1o0-1201O～1240-601．5～1．6热焊道K2-4UTPA6222MoDCEN160～19010-1270-1001-3～1．71-3镍基合金625易于氧化，在焊接过程中需要填充焊GTAW2．4UTPA6222MoDCEN160-2001O～1290～1400．9～1．7做好隔离保护措施。若被氧化将降低焊接接头盖面焊K2．4UTPA6222MoDCEN85-12O10-1285-1201．0～1．2的使用性能，同时形成难熔的CrO，使得

8、液态表4焊缝横向拉伸试验试样试样测量宽度试样测量厚度面积断裂载荷抗拉强度断裂焊缝金属的流动性变差，严重影响焊缝的成形。编号(mil1)(1nm)(mm)(kN)(MPa)部位T120．29．8197．96121．06612B．M2镍基合金625+X65复合管的焊接工T220．29．8197．9612O．57609B．M艺及试验结果分析过大，电流一般应控制在110A左右，以防止复2．1焊接方法与材料焊接试验采用的焊接合层被烧穿，焊接速度应稍快，焊道保持一定方法是钨极氩弧焊，焊接电流极性为DCEN，