高钢级管线钢的补焊

表２ 高钢级管线钢的拉伸性能
钢级
屈服强度Ｒｔ０．５ ／ ＭＰａ 最小值 最大值
抗拉强度 Ｒｍ ／ ＭＰａ
伸长率 Ａ５０ｍｍ ／％
Ｘ７０
４８５
６２０
≥５７０
≥２１
Ｘ８０
５５５
６９０
≥６２５
≥２１
表３ － ２０ ℃下高钢级管线钢的焊缝冲击性能
位置
剪 切 面 积 ＳＡ／％
最小值
平均值
夏 比 冲 击 功／Ｊ
２００５’钢管学会年会《论文集》汇编余版求征
!! 中国金属学会轧钢学会钢管学术委员会２００５年年会《论文集》汇编有年会论文４０篇， 总计４０余万字， 现有少量汇编余版， 若需求阅者， 请速与钢管杂志社联系。
王海生等： 高钢级管线钢的补焊
钢 管 ２００５ 年 １２ 月 第 ３４ 卷第 ６ 期
采用低氢型焊条焊接。焊缝金属扩散氢的含量 均小于５ ｍｌ／１００ ｇ， 所以最低预热温度 Ｔ 可根据文
图１ 焊缝冲击性能与层间温度关系曲线
３结 语
选用合适的焊接材料， 采用合理的焊接方法， 适当的预热温度和层间温度控制， 可以获得良好的 焊缝力学性能和工艺性能。
４ 参考文献
１ 杨省绪， 毛浓召， 牛 辉． 补焊操作方法对焊缝冲击性能 的影响［Ｊ］． 焊管， ２００４， ２７（ １） ： ４６～４９．
由于采用低氢型焊条， 使用前应进行烘干。烘 干前仔细检查焊条是否存在偏心， 如果存在则取 出； 检查焊条的铁芯是否外露， 把没有外露的焊条 捡出， 用砂轮机轻轻打磨， 使其端部外露。烘干温 度４００ ℃， 保温时间２ ｈ， 烘干后随用随取［１］。 ２．３ 坡口的准备
焊缝的缺陷一般用气刨清理， 并将缺陷清理干 净， 将坡口加工成Ｕ型。刨完后用砂轮机清理坡 口， 将气刨产生的飞溅物， 坡口面两侧的水、油、 锈及其他有害物质清理干净， 否则容易产生缺陷。 ２．４ 预热温度的确定
照Ｉｔｏ－ Ｂｅｓｓｙｏ公式计算， ｈ为壁厚， ［Ｈ］为焊缝金属的
扩散氢含量。
２．５ 层间温度的控制
高钢级钢管一般对冲击性能有要求， 合理的层
间温度控制有利于提高焊缝的冲击性能和弯曲性
能。层间温度一般控制在１５０ ℃±１５ ℃， 因为大量
的试验表明在该温度范围内焊缝的冲击韧性最好，
并且弯曲性能良好。焊缝的冲击性能随层间温度的
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｈｉ－ｇｒａｄｅ ｓｔｅｅｌ； Ｌｉｎｅｐｉｐｅ； Ｗｅｌｄｅｄ ｊｏｉｎｔ； Ｗｅｌｄ ｒｅｐａｉｒ
０前 言
随着钢铁冶炼技术的发展， 管线管的钢级越来 越高。通过提高管线管的钢级， 可以大大降低管线 的建设及运营成本， 提高管线的输送压力及输送效 率。随着管线管钢级的提高， 随之而来的是可焊接 性 的 降 低 。 目 前 国 内 的 高 钢 级 管 线 钢 包 括 Ｘ７０ 和 Ｘ８０， Ｘ７０钢 级 管 线 钢 已 经 普 遍 使 用 ， Ｘ８０钢 级 管 线钢也试制成功， 并有望投入管线应用。据预测， Ｘ８０钢级管材是未来１０年管线建设中的主打钢 材 ， 将 取 代 现 有 的Ｘ７ ０ 钢 级 管 材 地 位 。 高 钢 级 管 线 钢 管 在生产过程中难免会出现焊缝超标缺陷， 因而必须 补焊焊缝。通过采用合理的焊接方法， 适当的预热 温度和层间温度， 可以获得良好的焊缝力学性能和 工艺性能及表观质量。
２ 中国石油天然气集团总公司科技发展部，中国石油物资装 备（ 集团） 总公司． Ｘ８０钢级管线钢国际技术研讨会会 议 文 集［Ｃ］． 北京： 石油工业出版社， ２００４． ２７８￣２９９．
（ 收稿日期： ２００５－ ０２－ ０６） （ 修定日期： ２００５－ ０６－ ０３）
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根 据《 陕 京 二 线 管 道 工 程 用 螺 旋 缝 埋 弧 焊 钢 管 技术条件》的规定， 高钢级管线钢的典型拉伸性能 要求见表 ２； － ２０ ℃下高钢级管线钢的焊缝冲击性 能要求见表３。
从 理 化 性 能 上 看 ， 高 钢 级 的 管 线 钢 当Ｐｃｍ值 变 大时， 其可焊性下降， 对拉伸性能的要求提高， 并 且对冲击性能有很高的要求。
２４
技术交流
高钢级管线钢的补焊
王海生， 张立英， 王庆国， 吕海英
（ 华油钢管有限公司， 河北 青县 ０６２６５０ ）
摘 要： 高钢级管线钢可以降低管线的建设及运营成本， 提高管线的输送压力及输送效率， 因而高钢级管线 钢越来越受到重视和应用。但随着管线钢级的提高， 管线钢的可焊接性降低， 在钢管制造过程中可能会出现焊缝 补焊。在进行补焊时， 只有通过采用合理的焊接方法、预热、层间温度控制等措施， 才能获得良好的焊缝性能。
管体 （ 横向）
≥８０
≥９０
最 小 值≥９０ 平 均 值≥１２０
焊缝 ＨＡＺ
≥３０
≥４０
最 小 值≥６０ 平 均 值≥９０
技术交流
２５
献［２］确定。即
Ｔ＝１４４０×Ｐｃ－ ３９２
（ １）
式（ １） 中钢材的焊接冷裂纹敏感系数Ｐｃ＝ Ｐｃｍ＋ｈ／
６００＋ ［Ｈ］ ／６０， 其中， 化学成分冷裂敏感指数Ｐｃｍ按
关键词： 高钢级； 管线钢； 焊缝； 补焊 中图分类号： ＴＧ４４ 文献标识码： Ｂ !文章编号： １００１－ ２３１１（ ２００５） ０６－ ００２４－ ０２
Ｗｅ ｌｄ Ｒｅ ｐ ａ ｉｒ ｏｆ Ｈｉ－ｇ ｒａ ｄ ｅ Ｓｔｅ ｅ ｌ Ｗｅ ｌｄ ｅ ｄ Ｌｉｎｅ ｐ ｉｐ ｅ
Ｗａｎｇ Ｈａｉｓｈｅｎｇ， Ｚｈａｎｇ Ｌｉｙｉｎｇ， Ｗａｎｇ Ｑｉｎｇｇｕｏ， ＬüＨａｉｙｉｎｇ （ Ｈｕａｂｅｉ Ｏｉｌ Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｑｉｎｇｘｉａｎ ０６２６５０， Ｃｈｉｎａ ）
Ｓ ＴＥＥＬ Ｐ ＩＰ Ｅ Ｄｅｃ． ２００５’ Ｖｏｌ． ３４’ Ｎｏ． ６
钢 管 ２００５ 年 １２ 月 第 ３４ 卷第 ６ 期
钢级 Ｘ７０ Ｘ８０
表１ 高钢级管线钢的化学成分 （ 质量分数） ％
Ｃ
Ｐｃｍ
０．０５ １．６０ ０．０１２ ０．００３ Ｍｏ、Ｎｉ、 ０．１７
０．０５ １．８０ ０．０１０ ０．００３ Ｎｂ、Ｃｕ ０．２３
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｈｉ－ｇｒａｄｅ ｓｔｅｅｌ ｗｅｌｄｅｄ ｌｉｎｅｐｉｐｅｓ ｂｏｔｈ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｐｅ ｌｉｎｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｈｅｒｅｏｆ ｅｎｈａｎｃｅｄ． Ｔｈｉｓ ｉｓ ｗｈｙ ｈｉ－ｇｒａｄｅ ｓｔｅｅｌ ｌｉｎｅｐｉｐｅｓ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｓｏｕｇｈｔ ａｆｔｅｒ ａｎｄ ｕｓｅｄ． Ｈｏｗｅｖｅｒ ａｓ ｉｔ ｉｓ ｋｎｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｇｒａｄｅ， ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｔｈｅ ｗｅｌｄ－! ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ， ｗｅｌｄ ｒｅｐａｉｒ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｄｅｄ ｊｏｉｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｐｅ ｈａｓ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｗｈｅｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｉｐｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｃａｓｅ ａｃｔｉｏｎｓ ａｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒ ｗｅｌｄ ｒｅｐａｉｒ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ － ｌａｙｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｇｏｏｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｐｅ ｗｅｌｄｅｄ ｊｏｉｎｔ．
!!!王海生（ １９６３－ ） ， 男， 焊接技师， 从事焊接试 验 与 教 培工作。
１ 高钢级管线钢的理化性能
Ｘ７０、Ｘ８０钢 级 的 管 线 钢 除 了 含 有Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ 元素外， 还在钢中加有少量的Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ和Ｍｏ元 素， 以使其铁素体在较低的温度下形成， 并有利于 形成针状铁素体和下贝氏体组织。因此， Ｘ７０钢级 的管线钢， 其本质上是一种针状铁素体型的高强 度、高韧性的管线钢。高钢级的管线钢从化学成分 上分类， 属于微合金控轧钢， 具有微合金化， 低Ｓ、 Ｐ含量， 低杂质的特点， 高钢级管线钢的典型化学 成分见表 １。
变化如图 １ 所示。从图 １ 看出， 层间温度在１５０ ℃
和２５０ ℃时 焊 缝 的 冲 击 韧 性 较 好 ， 但 层 间 温 度 在
２５０ ℃时， 热影响区的弯曲性能变差。
２ 补焊操作要点
２．１ 选择合适的焊接材料 可以满足高钢级管线钢补焊要求的焊条国内外
均有生产， 如Ｊ５５７、Ｅ９０１８－ Ｇ等焊条。根据不同的 拉伸性能要求和冲击性能要求选择合适的低氢型焊 条。 ２．２ 焊条烘干