2017-1(22)

Проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию оборудования объектов атомной отрасли

Наименование публикацииГИБРИДНАЯ ЛАЗЕРНО-ДУГОВАЯ СВАРКА ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ КЛАССОВ ПРОЧНОСТИ API X80 И X120
Авторы© 2017 С.Э. Гоок*, А.В. Гуменюк**, М. Ретмайер**
Адреса авторов

* Общество Фраунгофера, Институт производственных систем и технологий конструирования ИПК, Берлин, Германия
** Федеральное ведомство по исследованию и испытаниям материалов БАМ, Берлин, Германия

АннотацияЦелью настоящей работы являлось изучение возможностей гибридной лазерно-дуговой сварки в части выполнения продольных швов труб большого диаметра классов прочности API 5L X80 и X120. Экспериментальные исследования были сфокусированы на изучении методов повышения ударной вязкости гибридных сварных швов для условий низких температур эксплуатации трубопроводов. Улучшенные показатели ударной вязкости были достигнуты за счет применения металлопорошковых проволок, обеспечивающих формирование предпочтительной мелкозернистой микроструктуры металла шва. Современные технологии дуговой сварки, такие как сварка модифицированной импульсной струйной дугой, были использованы в составе гибридного лазерно-дугового процесса для обеспечения более глубокого проникновения присадочного материала в узкую зону проплавления гибридного лазерно-дугового шва. Форма разделки кромок с высотой притупления не более 14 мм принята в качестве оптимальной. Анализ химического состава металла шва обнаружил лишь частичное присутствие присадочного материала на глубине проплавления 14 мм. Сверх указанной глубины металлургические воздействия на металл сварного шва с помощью сварочной проволоки не могут быть гарантированы. Требуемые механико-технологические свойства изготовленных гибридных швов подтверждены результатами соответствующих испытаний. Полученные cредние значения ударной вязкости составляют величину около 150J при температуре испытаний -60°C для стали X80. Для стали X120 была достигнута cредняя величина ударной вязкости 53J при при температуре испытаний -40°C. При этом, требуемое значение ударной вязкости металла сварного шва в соответствии со стандартами API 5L и DIN EN 10208-2 составляет лишь 40J при температуре испытаний 0°C.
Ключевые словавысокопрочные трубные стали, гибридная лазерно-дуговая сварка, сварка модифицированной короткой дугой, сварка продольного шва, магистральные трубопроводы, перемешивание, предел прочности, ударная вязкость.
ЯзыкАнглийский
Список литературы

[1]    Hillenbrand H., Graef M.K., Groß-Weege J., Knauf G., Marewski U. Development of Line Pipe for deepwater applications, ISOPE, The 12th International Offshore and Polar Engineering Conference & Exhibition, Kitakyushu, Japan, 26 – 31 May, 2002, pp. 287–294. (in English)

[2]    Felber S. Welding of the high grade pipeline-steel X80 and description of different pipeline-projects, Welding in the World, Vol. 52, 2008, No. 5/6, pp. 19–41. (in English)

[3]    Grimpe F., Meimeth S., Heckmann C., Liessem A., Gehrke, A. Development, production and application of heavy plates in grades up to X120, International Conference, Super-High Strength Steels, Roma (IT), Vol 1, 2005, No. 11, pp. 1–10. (in English)

[4]    Liu C., Bhole S.D. Challenges and developments in pipeline weldability and mechanical properties, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 18, 2013, Nr. 2, pp. 169–181. (in English)

[5]    Hillenbrandt H., Kalwa C. Production and Service Behaviour of High Strength Large Diameter Pipe, Proceedings of Application & Evaluation of High-Grade Linepipes in Hostile Environments, Yokohama, Japan, November 2002. (in English)

[6]    Sumpter, J.D. G. Fracture Toughness Evaluation of Laser Welds in Ship Steels; European Symposium on Assessment of Power Beam Welds, GKSS Research Center, Geesthacht, Germany, 4. – 5. Feb., 1999. (in English)

[7]    Liessem A., Erdelen-Peppler M. A critical view on the significance of HAZ toughness testing, IPC - 5th Biennial International Pipeline Conference, Calgary (CA), Vol. 5, 4. – 8th Oct. 2004, pp. 1871–1878. (in English)

[8]    Gräf M., Niederhoff K., Denys R. M. (ed.); Properties of HAZ in two-pass submerged-ARC welded large-diameter pipe, Proceedings of the 3rd International Pipeline Technology Conference, Laboratory Soete, Ghent University, Brugge (BE), Vol. 2, 21st – 24th May 2000, pp. 553– 566. (in English)

[9]    Vollertsen F., Grünenwald S., Rethmeier M. (ed.); Welding thick steel plates with fibre lasers and GMAW, Welding in the world, Vol. 54 – 3/4, 2010, pp. R62–R70. (in English)

[10]  Howse D.S., Scudamore R.J., Booth G.S. The evolution of Yb fibre laser/MAG hybrid processing for welding of pipelines, Proceedings of The Fifteenth International Offshore and Polar Engineering Conference, Seoul, Korea, June 19-24, 2005, pp. 90–97. (in English)

[11]  Miranda R., Quintino L., Williams S., Yapp D. Welding with High Power Fiber Laser API5L-X100 Pipeline Steel, Materials Science Forum Vols. 636-637, 2010, pp. 592–596. (in English)

[12]  Moore P.L., Howse D.S., Wallach E.R. Microstructures and properties of laser/arc hybrid welds and autogenous laser welds in pipeline steels, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 9, 2004, Nr. 4 , pp. 314–322. (in English)

[13]  Zhao L., Sugino T., Arakane G., Tsukamoto S., Influence of welding parameters on distribution of wire feeding elements in CO2 laser GMA hybrid welding, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 14, 2009, Nr. 15 , pp. 457–467 (in English)

[14]  Gao M., Zeng, X.Y., Hu Q.M., Yan J. Weld microstructure and shape of laser-arc hybrid welding, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 13, 2008, Nr. 2, pp. 106–113. (in English)

[15]  Chen M.A., Wu C.S., Li S.K., Zhang Y.M. Analysis of active control of metal transfer in modified pulsed GMAW, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 12, 2007, Nr. 1, pp. 10–14. (in English)

[16]  Budig B. EWM-forceArc - a powerful tool for MIG/MAG welding, EWM HIGHTEC WELDING GmbH, Available at: http://www.ewm-sales.co.uk/downloads/wm030101.pdf (in English)

[17]  High integrity welding of rail bogies, Steel Times International, July/August 2011, Available at: http://www.steeltimesint.com/contentimages/features/Processing_Cloos.pdf  (in English)

[18]  The Merkle DeepARC Process, Available at: http://en.merkle.de/_images/uploaded/editor/File/DeepArc%20Flyer_GB.pdf (in English)

[19]  SpeedArc - For maximum MIG-MAG performance, Lorch Schweisstechnik Ltd.,
Available at: http://www.lorch.biz/masters-of-speed-eu/PDFs/LO_VorsprungdurchSpeed_EN.pdf (in English)

[20]  Ito R. Hiraoka K. Shiga C. Softening characteristics in ultra-narrow gap GMA welded joints of ultra-fine grained steel, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 10, 2005, Nr. 4, pp. 468–479. (in English)

[21]  Wang H.H., Wu K.M., Lei X.W., Qian Y. Effect of fast cooling process on microstructure and toughness of heat affected zone in high strength pipeline steel X120,  Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 17, 2012, Nr. 4, pp. 309–313. (in English)

[22]  Jung J.–G., Kim J., Noh K.–M., Park K.K., Lee Y.-K. Effects of B on microstructure and hardenability of resistance seam welded HSLA linepipe steel, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 17, 2012, Nr. 1, pp. 77–84. (in English)

Страницы21 - 35
URL cтраницыАдрес статьи
 Открыть публикацию