對大型原油儲(chǔ)罐用高強(qiáng)鋼焊接性能研究

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1、第34卷第4期山東冶金Vo1．34NO．42012年8月ShandongMetallurgyAugust2012～，．．．．．．．．．．．試驗(yàn)研究；‘·、’、，’～．，

2、’、，’～，?！ご笮驮蛢?chǔ)罐用高強(qiáng)鋼焊接性能研究侯東華(濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，山東濟(jì)南250101)摘要：采用實(shí)物焊接和熱模擬的方法研究了大型原油儲(chǔ)罐用610MPa級高強(qiáng)度鋼板大熱輸入焊接性能。結(jié)果表明，試驗(yàn)鋼具有良好的抗大熱輸入量焊接的能力，原因是鋼板中存在大量細(xì)小、彌散分布的TiN復(fù)合粒子，在焊接熱循環(huán)的高溫階段，TiN粒子通過有效釘軋奧氏體晶界和促進(jìn)鐵素體晶內(nèi)形核，抑制了焊接熱影響區(qū)

3、組織粗化；采用氣電立焊和埋弧橫焊焊接后，焊接對接接頭的拉伸強(qiáng)度、低溫沖擊和冷彎性能優(yōu)良，性能指標(biāo)富余量大，試驗(yàn)鋼板完全可以應(yīng)用于1O萬m及以上大型石油儲(chǔ)罐的建造。關(guān)鍵詞：原油儲(chǔ)罐用鋼；焊接性能；大熱輸人；熱模擬；埋弧橫焊中圖分類號：TG406文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004—4620(2012)04—0036—04收功平均值KV2=250J。1前言2．1熱模擬粗晶區(qū)試驗(yàn)國家石油儲(chǔ)備基地及石油公司石油儲(chǔ)備用罐將試驗(yàn)鋼加工成10mm的圓棒拉伸熱模擬試幾乎全部采用單臺儲(chǔ)存容積在10萬In及以上的大樣以及11mm×11mm×55mm沖擊熱模擬試樣，在型浮頂油罐n，這種原油

4、儲(chǔ)罐底部數(shù)圈采用屈服強(qiáng)Gleeble1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行模擬焊接熱循環(huán)度I>490MPa、抗拉強(qiáng)度610—730MPa的高強(qiáng)度鋼試驗(yàn)。試驗(yàn)加熱速率300℃／s，初始溫度20℃，峰值板，其厚度通常在12～34mm。為提高焊接施工效溫度1400cIC，峰值停留時(shí)間1S，分別模擬60、80、率，10萬m原油儲(chǔ)罐的縱向焊縫采用氣電立焊焊100、120kJ／cm4種大焊接熱輸入條件下焊接熱影響接，環(huán)縫采用埋弧橫焊。要求所用的高強(qiáng)度鋼板在區(qū)粗晶區(qū)。將焊接熱模擬后的圓棒試樣加工成6經(jīng)受氣電立焊的大熱輸入焊接后，焊接熱影響區(qū)不mm的圓棒拉伸試樣，在2000kN力學(xué)拉伸試驗(yàn)機(jī)

5、上發(fā)生明顯的“軟化”和“脆化”，具有足夠的強(qiáng)度和韌進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。每組焊接熱輸入量進(jìn)行2個(gè)拉伸，性，同時(shí)在埋弧橫焊的小焊接熱輸入條件下，熱影取平均值。將熱模擬后的沖擊試樣加工成11mm×響區(qū)不發(fā)生明顯的“硬化”_2]。氣電立焊熱輸入量可11mm×55mm的標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，在CDW一60沖擊試達(dá)90～100kJ／cm，焊接熱沖擊會(huì)造成鋼板焊接熱驗(yàn)機(jī)(JB230B沖擊試驗(yàn)機(jī))上進(jìn)行夏比V形缺口沖影響區(qū)的強(qiáng)度和韌性嚴(yán)重下降，使熱影響區(qū)成為整擊試驗(yàn)。每組焊接熱輸入量進(jìn)行3個(gè)試樣的沖擊試個(gè)罐體最薄弱的環(huán)節(jié)。為保證大型浮頂油罐工驗(yàn)，取平均值。程的安全性，進(jìn)行的大型石油儲(chǔ)備用鋼焊接

6、性能研2．2對接接頭焊接試驗(yàn)究，對于大型浮頂油罐用鋼的開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用有重大型浮頂石油儲(chǔ)罐建設(shè)主要焊接方法是縱縫要意義。本研究通過熱模擬、實(shí)物埋弧橫焊和氣電氣電立焊和橫縫埋弧焊，為滿足現(xiàn)場建設(shè)焊接施工焊接等方法，對濟(jì)鋼生產(chǎn)的610MPa級高強(qiáng)度鋼板的要求，對610MPa鋼板進(jìn)行了氣電立焊和埋弧橫大熱輸入焊接性能進(jìn)行分析。焊對接接頭焊接試驗(yàn)。試板尺寸為21．5mm×200mm×600mm，按照圖1所示開坡口、組對，焊接中嚴(yán)2試驗(yàn)材料及方法格按照儲(chǔ)罐建造現(xiàn)場工藝要求施焊，實(shí)際記錄的焊試驗(yàn)材料選自濟(jì)鋼生產(chǎn)的低合金高強(qiáng)度鋼板，接工藝見表1。厚度規(guī)格為21．5mm，鋼板主要化

7、學(xué)元素含量如下：表1對接接頭焊接工藝C0．09％，Si0．30％，Mn1．45％，P0．008％，S0．003％，焊接焊接焊接電流／電壓／焊接速度／熱輸入量／方法材料壩層數(shù)AVcm．min一，)(kJ．一一)Mo、Ni、Nb、V、Ti等適量。采用調(diào)質(zhì)熱處理生產(chǎn)。經(jīng)氣電立焊DWS一60GV型410409．6103．0檢驗(yàn)，鋼板的屈服強(qiáng)度R：=570MPa，抗拉強(qiáng)度R=埋弧橫焊us．49K型43602640．0M‘0670MPa，斷后伸長率A=19．5％，一20oC夏比沖擊吸M’-33H3追4LHJ2640．0l5．6收稿日期：2012—06—21對接接頭試板焊接完畢

8、，放置48h探傷，探傷作者簡介：侯東華，男，1977年生，2005年畢業(yè)于太原科技大學(xué)材料合格后，按照J(rèn)B4708—2000(鋼制壓力容器焊接工藝加工工程專業(yè)，碩士?，F(xiàn)為濟(jì)鋼技術(shù)中心工程師，從事中厚板產(chǎn)品開評定》的要求對焊接接頭進(jìn)行拉伸、冷彎試驗(yàn)及不發(fā)及焊接工藝技術(shù)工作。36侯東華大型原油儲(chǔ)罐用高強(qiáng)鋼焊接性能研究2012年第4期MPa。當(dāng)熱輸入量為80和100kJ／em時(shí)，試驗(yàn)材料一20℃沖擊吸收功和拉伸強(qiáng)度稍低于熱輸入量60kJ／em的結(jié)果，但是二者非常接近，說明試驗(yàn)鋼抗大熱輸入(≤100kJ／em)的性能較強(qiáng)。但當(dāng)熱輸入卜量增加到120kJ／em時(shí)，沖擊功下降

9、到65J，