X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能的研究

装备环境工程第20卷第6期·92·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年6月超声冲击处理改善X80管线钢环焊缝接头疲劳性能研究张艳芳1，王东坡2，董磊磊3（1. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2. 天津大学 材料科学与工程学院，天津 300350；3. 大连理工大学 船舶工程学院，辽宁 大连 116024）摘要：目的验证超声冲击处理（UIT）对X80钢管环缝焊接接头疲劳性能的延寿效果。

方法分别开展X80管线钢GMAW自动焊环缝超声冲击前后的疲劳试验，根据国际焊接学会（IIW）的规范处理试验数据，并对结果进行对比。

结果稳定地控制管道内壁焊根区域的显微未熔合等焊接缺陷，是保证X80管线钢环焊缝具有优异抗疲劳性能的关键延寿途径之一。

采用最大应力固定为屈服强度+全厚度小尺寸试件的焊接接头疲劳试验方法能够替代足尺寸或全尺寸焊接结构疲劳试验，也适用于评价超声冲击处理焊接接头的疲劳性能。

在严格控制错边量的前提下，X80管线钢GMAW环缝可以达到BS7608 D级设计曲线要求。

结论超声冲击处理可以显著提高X80管线钢环缝接头的疲劳性能，大约延长疲劳寿命4~10倍左右。

关键词：X80管线钢；超声冲击处理；疲劳寿命；环焊缝接头；残余应力；疲劳试验；S-N曲线中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)06-0092-06DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.06.012Fatigue Performance Improvement of X80 Pipeline Steel GirthWeld Joints by Ultrasonic Impact TreatmentZHANG Yan-fang1, WANG Dong-po2, DONG Lei-lei3(1. Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300461, China; 2. School of Materials Science and Engineering,Tianjin University, Tianjin 300350, China; 3. School of Naval Architecture and Ocean Engineering,Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)ABSTRACT: The work aims to verify the effect of ultrasonic impact treatment (UIT) on the fatigue performance of X80 steel pipe girth weld joints. To this end, fatigue tests with and without UIT for GMAW automatic girth welds of X80 pipeline steel were performed. The test data were processed following IIW’s recommendations, and the results were compared. The test results showed that: stable control of welding defects such as microscopic lack of fusion in the weld root area of the pipeline’s inner wall was one of the key life-extension methods to ensure that the X80 pipeline steel girth weld had an excellent fatigue per-收稿日期：2023–04–15；修订日期：2023–06–10Received：2023-04-15；Revised：2023-06-10作者简介：张艳芳（1969—），男，高级工程师，主要研究方向为海洋工程结构设计、建造和安装。

X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真共3篇X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真1X80高强管线钢是目前建设大型海底油气管道的必备材料之一。

其高强度、优良的低温韧性和防腐能力，使得其在复杂海洋环境下能够长期稳定地运输油气。

而对于这样一种高强度钢材，其焊接质量的稳定性对于管道的运营安全至关重要。

因此，本文将探讨X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真。

首先，我们需要了解X80高强管线钢的化学成分。

X80钢的化学成分主要由C、Si、Mn、P、S以及其他微量元素组成。

其中C的含量较高（0.06%-0.08%），因此焊接时需特别注意焊接热输入，防止产生大量的夹杂物。

其次，我们需要了解X80高强管线钢的焊接工艺。

由于其高强度特性，传统的手动埋弧焊接（SMAW）难以满足其高质量的焊接要求。

因此，现在多采用熔覆焊（SAW）、气体保护焊（GMAW）等自动化焊接工艺。

但是，在实际的焊接过程中，仍需注意焊接电流、焊接速度、压力设定等参数，以保证焊缝的质量。

最后，我们需要了解X80高强管线钢的焊接质量评价方法。

一般对焊接后的钢管进行超声波检测、X射线检测等质量评价，其中焊缝夹杂物及气孔的检测较为重要。

同时，也可采用模拟仿真工具对焊接过程中产生的过热区域、焊接接头区域以及沉积金属区域等进行模拟分析，以评估管道的运营安全。

总结一下，对于X80高强管线钢的焊接，我们需要注意焊接参数的设定，避免产生焊缝质量问题。

同时，应采用多种质量评价方法，确保焊接质量的稳定。

此外，在焊接过程中，应注意管道的生产和运输过程中的防腐保护，以确保管道的运营寿命综上所述，X80高强管线钢的焊接需要注意焊接参数设定和质量评价方法的选用，以确保焊缝的质量稳定。

采用自动化焊接工艺，并注意管道的生产和运输保护，能够有效提高管道的运营寿命，为工业生产和人民生活提供优质的能源和物资保障X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真2X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真随着我国油气资源的不断增加，管道获得了飞速的发展。

X80管线钢不同试验温度下冲击性能研究封辉;杨天爽;杨明;尚臣;李鹤【摘要】研究了X80管线钢在不同试验温度下的摆锤冲击性能和夏比冲击性能，结果发现，随试验温度从10℃降低至-10℃，X80管线钢夏比冲击性能并无显著降低，而摆锤冲击性能下降明显，且断口出现脆性断裂特征。

分析认为，试验温度降低，增加了冲击变形过程中位错滑移的难度，另一方面摆锤冲击试样为全壁厚试样且锤头冲击速度相对于夏比冲击试验显著升高，这是摆锤冲击试验在10℃和-10℃冲击性能出现明显差异的主要原因。

【期刊名称】《石油管材与仪器》【年(卷),期】2017(003)005【总页数】4页(P43-46)【关键词】X80管线钢;摆锤示波冲击;夏比冲击;断口形貌【作者】封辉;杨天爽;杨明;尚臣;李鹤【作者单位】[1]中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室，陕西西安710077;[2]派格石油工程技术有限公司，辽宁大连116033;[3]中国石油天然气股份有限公司西部管道分公司，新疆乌鲁木齐830000【正文语种】中文【中图分类】TE832为确保天然气供应满足国民经济发展的需求，高钢级、大口径、长距离输送成为我国天然气输送管道技术发展的必然趋势，但这必须以管道材料的高强度、高韧性作为安全保障。

目前，X80级别管线钢已经实现工业化生产，并在西气东输二线干线上得到应用，其断裂性能指标及断裂控制方案已有诸多文献报道[1-4]。

然而在即将开工建设的中俄东线天然气管道工程[5, 6]中，采用了更大口径的OD1 422 mm的X80管线钢管，输送能力更高，并且管线所处环境温度更低，对管线钢的断裂性能提出了更高的要求。

夏比冲击试验(Charpy impact V-notch test, CVN)和落锤撕裂试验(Drop weight tearing test, DWTT)是用于测定管线钢韧性的主要试验方法，以及在常规夏比冲击试验基础上发展起来的夏比示波冲击试验，研究人员据此进行了大量管线钢韧性测试试验。

第44卷　第4期　2009年4月钢铁Iron and Steel　Vol.44,No.4April 2009X 80热连轧管线钢的成分、工艺对组织及性能的影响崔天燮1,　尚成嘉2,　缪成亮2,　薛文广1,　胡玉亭1(1.山西太钢不锈钢有限公司技术中心,山西太原030003;　2.北京科技大学材料与工程学院,北京100083)摘　要:对三种不同成分设计的Mn 2Mo 2Nb +钢的精轧轧程、轧制温度以及C 、Mo 含量对热轧板卷屈服强度和DW T T 撕裂面积等性能的影响进行了研究,所得到的结论对提高强度,细化奥氏体晶粒,避免混晶具有指导性。

采用含Mo 低碳、高Nb 设计,控制精轧轧程,可以获得具有优良强度和韧性的X80热连轧管线钢产品。

关键词:X80热连轧管线钢;平均流变应力;再结晶;精轧工艺中图分类号:T G14214 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2009)0420055205E ffect of the Composition and Process on Microstructure andProperties of X 80Pipeline H ot Strip SteelCU I Tian 2xie 1,　SHAN G Cheng 2jia 2,　M IAO Cheng 2liang 2,XU E Wen 2guang 1,　HU Yu 2ting 1(1.Technology Center ,Taiyuan Iron and Steel (Group )Co.,Ltd.,Taiyuan 030003,Shanxi ,China ;2.School of Materials Science and Engineering ,University of Science and T echnology Beijing ,Beijing 100083,China )Abstract :Based on Mn 2Mo 2Nb system with three different content ,the effect of finishing rolling parameters and rolling temperature as well as the content of C and Mo on yield strength and DWT T shear area values of X80hot strip pipeline steel were investigated.The results are of practical significance to improvement yield strength and to refinement austenite grain size along with to restraint recrystallization during finish rolling.By adjusting the chemi 2cal composition and optimizing the process parameters ,excellent toughness and high strength can be obtained.K ey w ords :X80pipeline strip steel ;mean flow stress ;recrystallization ;finish rolling process作者简介:崔天燮(19572),男; E 2m ail :cuitx @ ; 修订日期:2008210207 “西气东输二线工程”是继中国“西气东输一线工程”后又一世界级的输气管道工程,它对管线钢提出了极高的要求。