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低温环境下K60管线钢焊接工艺研究

作　者: 缪羽祥
导　师: 李桓；靳红星
学　校: 天津大学
专　业: 材料工程
关键词: K60管线钢焊接性焊接工艺试验温度
分类号: TG457.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文对俄罗斯“东西伯利亚-太平洋”管道工程在低温环境下进行焊接施工为研究对象,研究了中频加热器和环形火焰加热器对焊口预热温度的均匀程度,试验了不同环境温度下预热温度的冷却速度,并用碳当量法、最高硬度HVmax公式法、SHCCT去曲线图、斜y坡口试验法对K60管线钢的焊接性进行了试验。根据K60管线钢的焊接性试验结果和预热方式的试验结果,依据俄罗斯“东西伯利亚-太平洋”管道工程焊接工艺试验的有关要求,在-20℃环境温度下进行了焊接工艺试验,并制定了低温环境下K60管线钢的焊接技术要求。通过以上试验,得出以下试验结果:(1)在低温环境下,采用中频加热器进行焊前预热,对管口的预热较均匀,效率高;(2)针对Ф1220x22mm管材,采用STT半自动根焊、PWT外根焊、CRC内根焊的焊接方法,得出不同环境温度下预热温度的冷却曲线。(3)在常温条件,通过碳当量法、最高硬度HVmax公式法、SHCCT曲线图、斜y坡口试验法的焊接性试验结果,得出常温下K60管线钢的最低预热温度80℃;(4)根据PWT外根焊在不同环境温度下的冷却曲线和K60管线钢的最低预热温度,得出-20℃环境温度下K60管线钢的最低预热温度为120℃;(5)-20℃环境温度下,采用PWT+PAW2000焊接方法进行焊接工艺试验,得出K60管线钢焊接接头性能完全符合规范要求的性能指标;(6)结合试验结果和现场施工的实际情况,制定了低温环境下施工的技术措施。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-20
  1.1 工程概况  7
  1.2 工程特点  7-8
  1.3 焊接在长输管道建设中的特点  8-12
    1.3.1 长输管道焊接工艺  8-12
  1.4 焊接工艺试验的有关要求  12-18
    1.4.1 焊接方法的选择  12-14
    1.4.2 焊接工艺试验的要求  14-18
  1.5 研究的目的、意义及研究内容  18-20
    1.5.1 研究的目的和意义  18-19
    1.5.2 研究内容  19-20
第二章低温环境下K60 管线钢焊接性分析  20-34
  2.1 试验材料  20-23
    2.1.1 试验用母材  20-22
    2.1.2 试验用焊接方法  22
    2.1.3 试验用保护气体  22-23
    2.1.4 试验用焊材  23
  2.2 冷裂纹敏感性分析  23-31
    2.2.1 碳当量(Carbon Equivalent)法评估冷裂敏感性  23-24
    2.2.2 焊接冷裂纹敏感指数法评估冷裂敏感性  24-25
    2.2.3 最高硬度HVmax 公式法评估冷裂敏感性  25-27
    2.2.4 利用SHCCT 曲线图来评估冷裂敏感性  27-29
    2.2.5 利用斜Y 坡口对接裂纹试验评价冷裂敏感性  29-31
  2.3 结论  31-34
第三章焊前预热与环境温度关系的研究  34-39
  3.1 环形火焰和中频加热器预热  34-35
    3.1.1 环形火焰加热器  34-35
    3.1.2 中频加热器  35
  3.2 不同环境的温度下降速度  35-38
  3.3 结论  38-39
第四章 PWT 根焊+PAW2000 填充盖面焊接工艺研究  39-49
  4 PWT+PAW2000 焊接工艺  39-49
    4.1 PWT 和 PAW2000 焊接系统的设备组成和性能特点  39-44
    4.2 PWT 根焊+PAW2000 填充盖面焊接工艺  44-47
      4.2.1 试验依据  44
      4.2.2 焊前准备  44-45
      4.2.3 焊接参数及工艺评定试验  45-47
    4.3 焊接技术措施  47-48
    4.4 结论  48-49
第五章管道焊接冬季施工技术措施  49-51
第六章结论  51-52
参考文献  52-54
致谢  54

低温环境下K60管线钢焊接工艺研究

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