对大型原油储罐用高强钢焊接性能研究

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1、第34卷第4期山东冶金Vo1．34NO．42012年8月ShandongMetallurgyAugust2012～，．．．．．．．．．．．试验研究；‘·、’、，’～．，

2、’、，’～，。～’·大型原油储罐用高强钢焊接性能研究侯东华(济钢集团有限公司技术中心，山东济南250101)摘要：采用实物焊接和热模拟的方法研究了大型原油储罐用610MPa级高强度钢板大热输入焊接性能。结果表明，试验钢具有良好的抗大热输入量焊接的能力，原因是钢板中存在大量细小、弥散分布的TiN复合粒子，在焊接热循环的高温阶段，TiN粒子通过有效钉轧奥氏体晶界和促进铁素体晶内形核，抑制了焊接热影响区

3、组织粗化；采用气电立焊和埋弧横焊焊接后，焊接对接接头的拉伸强度、低温冲击和冷弯性能优良，性能指标富余量大，试验钢板完全可以应用于1O万m及以上大型石油储罐的建造。关键词：原油储罐用钢；焊接性能；大热输人；热模拟；埋弧横焊中图分类号：TG406文献标识码：A文章编号：1004—4620(2012)04—0036—04收功平均值KV2=250J。1前言2．1热模拟粗晶区试验国家石油储备基地及石油公司石油储备用罐将试验钢加工成10mm的圆棒拉伸热模拟试几乎全部采用单台储存容积在10万In及以上的大样以及11mm×11mm×55mm冲击热模拟试样，在型浮顶油罐n，这种原油

4、储罐底部数圈采用屈服强Gleeble1500热模拟试验机上进行模拟焊接热循环度I>490MPa、抗拉强度610—730MPa的高强度钢试验。试验加热速率300℃／s，初始温度20℃，峰值板，其厚度通常在12～34mm。为提高焊接施工效温度1400cIC，峰值停留时间1S，分别模拟60、80、率，10万m原油储罐的纵向焊缝采用气电立焊焊100、120kJ／cm4种大焊接热输入条件下焊接热影响接，环缝采用埋弧横焊。要求所用的高强度钢板在区粗晶区。将焊接热模拟后的圆棒试样加工成6经受气电立焊的大热输入焊接后，焊接热影响区不mm的圆棒拉伸试样，在2000kN力学拉伸试验机

5、上发生明显的“软化”和“脆化”，具有足够的强度和韧进行拉伸试验。每组焊接热输入量进行2个拉伸，性，同时在埋弧横焊的小焊接热输入条件下，热影取平均值。将热模拟后的冲击试样加工成11mm×响区不发生明显的“硬化”_2]。气电立焊热输入量可11mm×55mm的标准冲击试样，在CDW一60冲击试达90～100kJ／cm，焊接热冲击会造成钢板焊接热验机(JB230B冲击试验机)上进行夏比V形缺口冲影响区的强度和韧性严重下降，使热影响区成为整击试验。每组焊接热输入量进行3个试样的冲击试个罐体最薄弱的环节。为保证大型浮顶油罐工验，取平均值。程的安全性，进行的大型石油储备用钢焊接

6、性能研2．2对接接头焊接试验究，对于大型浮顶油罐用钢的开发和实际应用有重大型浮顶石油储罐建设主要焊接方法是纵缝要意义。本研究通过热模拟、实物埋弧横焊和气电气电立焊和横缝埋弧焊，为满足现场建设焊接施工焊接等方法，对济钢生产的610MPa级高强度钢板的要求，对610MPa钢板进行了气电立焊和埋弧横大热输入焊接性能进行分析。焊对接接头焊接试验。试板尺寸为21．5mm×200mm×600mm，按照图1所示开坡口、组对，焊接中严2试验材料及方法格按照储罐建造现场工艺要求施焊，实际记录的焊试验材料选自济钢生产的低合金高强度钢板，接工艺见表1。厚度规格为21．5mm，钢板主要化

7、学元素含量如下：表1对接接头焊接工艺C0．09％，Si0．30％，Mn1．45％，P0．008％，S0．003％，焊接焊接焊接电流／电压／焊接速度／热输入量／方法材料坝层数AVcm．min一，)(kJ．一一)Mo、Ni、Nb、V、Ti等适量。采用调质热处理生产。经气电立焊DWS一60GV型410409．6103．0检验，钢板的屈服强度R：=570MPa，抗拉强度R=埋弧横焊us．49K型43602640．0M‘0670MPa，断后伸长率A=19．5％，一20oC夏比冲击吸M’-33H3追4LHJ2640．0l5．6收稿日期：2012—06—21对接接头试板焊接完毕

8、，放置48h探伤，探伤作者简介：侯东华，男，1977年生，2005年毕业于太原科技大学材料合格后，按照JB4708—2000(钢制压力容器焊接工艺加工工程专业，硕士。现为济钢技术中心工程师，从事中厚板产品开评定》的要求对焊接接头进行拉伸、冷弯试验及不发及焊接工艺技术工作。36侯东华大型原油储罐用高强钢焊接性能研究2012年第4期MPa。当热输入量为80和100kJ／em时，试验材料一20℃冲击吸收功和拉伸强度稍低于热输入量60kJ／em的结果，但是二者非常接近，说明试验钢抗大热输入(≤100kJ／em)的性能较强。但当热输入卜量增加到120kJ／em时，冲击功下降

9、到65J，