本文關(guān)鍵詞：海洋平臺典型異種鋼焊接及焊后組織和性能研究

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【摘要】：陸地和淺水油氣開采已接近峰值,深水油氣開始成為油氣勘探的熱點。海洋平臺是開發(fā)海洋油氣資源的重要的超大型焊接鋼結(jié)構(gòu),隨著其日益大型化,出現(xiàn)的問題越來越多:其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)處的異種鋼焊接接頭成分、組織和性能嚴重不均,應(yīng)力集中程度高,易失效,嚴重制約了海洋平臺的安全長效運行。本論文選取海洋平臺樁腿用鋼EH36與齒條板用鋼ASTM A514 Gr.Q為對象,研究了其在一定焊接工藝條件下的焊接性,并通過接頭的顯微組織觀察、力學(xué)性能測試和模擬海水腐蝕行為分析,重點探究了熔合比和焊后熱處理次數(shù)對接頭的影響,以期為該異種鋼更優(yōu)質(zhì)焊接接頭的獲得奠定基礎(chǔ),為海洋平臺建造單位提供參考。論文主要工作如下:系統(tǒng)制定了預(yù)熱溫度、焊接線能量、層間溫度、熔合比和焊后熱處理等焊接工藝參數(shù),進行了手工電弧焊的焊接試驗。采用金相組織分析、電子顯微分析、力學(xué)性能測試和模擬海水浸泡試驗等技術(shù)手段,研究了試驗鋼對所選焊接工藝的適應(yīng)性,著重分析了熔合比和焊后熱處理次數(shù)對接頭的影響。測定了焊接接頭各區(qū)域的電化學(xué)位,分析了接頭內(nèi)部的電偶腐蝕傾向,并與極化曲線和電化學(xué)阻抗譜研究相結(jié)合,全面評價了其腐蝕規(guī)律。結(jié)果表明:對于異種鋼焊接時,熔合比越大,兩側(cè)異種母材所占的比例越小,熔敷金屬成分越均一,焊接接頭性能越好。回火熱處理過程從一定程度上釋放了焊接接頭的殘余應(yīng)力,尤其是焊接時與母材冷鐵直接接觸,相當(dāng)于進行了淬火處理的熱影響區(qū)的殘余應(yīng)力。沖擊韌性正比于混合斷口中的韌窩比例,三次熱處理接頭的沖擊韌性值有明顯下降,這與焊接接頭熱影響區(qū)組織的長大有關(guān)。該異種鋼焊接接頭各區(qū)域存在組織和成分的差異性,腐蝕電位不同,無論是否進行熱處理,均不能消除這種差異性。焊縫和熱影響區(qū)電位相對母材較低,為陽極。故海洋腐蝕環(huán)境下必須將焊接接頭的防腐蝕做到最好,以避免相對母材面積較小的焊縫和熱影響區(qū)形成“小陽極”,形成焊接接頭的局部優(yōu)先腐蝕,造成海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)的報廢。
【關(guān)鍵詞】：異種鋼 焊接接頭 力學(xué)性能 耐腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE951;TG44
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點摘要6-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 海洋平臺焊接國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 海洋平臺概述10-11
• 1.2.2 海洋平臺用鋼的特點11-12
• 1.2.3 高強大厚板焊接常見的問題12-13
• 1.2.4 國內(nèi)外在海洋平臺焊接與建造工藝方面的嘗試13-14
• 1.2.5 焊接接頭影響因素研究14-15
• 1.2.6 焊接接頭組織與性能研究15-16
• 1.3 焊接接頭在海水中的腐蝕16-18
• 1.3.1 焊接接頭海水腐蝕行為及特點16-17
• 1.3.2 成分和組織結(jié)構(gòu)對焊接接頭耐蝕性的影響17-18
• 1.4 金屬腐蝕測量的基本方法18
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 試驗材料及試驗方法20-29
• 2.1 試驗材料20-21
• 2.2 焊接工藝21-24
• 2.2.1 預(yù)熱溫度選擇21
• 2.2.2 層間溫度選擇21
• 2.2.3 焊接熱輸入的制定21-22
• 2.2.4 焊接熔合比的制定22-23
• 2.2.5 焊后熱處理的選擇23-24
• 2.3 測試分析方法及設(shè)備24-27
• 2.3.1 拉伸試驗24-25
• 2.3.2 沖擊韌度測定25
• 2.3.3 金相組織分析25
• 2.3.4 顯微硬度測定25-26
• 2.3.5 斷口掃描電鏡觀察26-27
• 2.4 腐蝕速度的測量方法27-28
• 2.5 試樣編號28-29
• 第三章 焊接接頭組織與力學(xué)性能分析29-38
• 3.1 力學(xué)性能29-32
• 3.1.1 拉伸試驗結(jié)果及分析29-30
• 3.1.2 沖擊試驗結(jié)果及分析30-32
• 3.2 金相組織分析32-35
• 3.3 顯微硬度分析35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 焊接件耐海水腐蝕性研究38-44
• 4.1 失重試驗的結(jié)果和分析38-39
• 4.2 電化學(xué)方法對試樣腐蝕行為的表征39-42
• 4.2.1 自腐蝕電位的結(jié)果和分析39
• 4.2.2 極化曲線結(jié)果和分析39-40
• 4.2.3 阻抗譜結(jié)果和分析40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-44
• 結(jié)論44-46
• 參考文獻46-50
• 發(fā)表文章目錄50-51
• 致謝51-52

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張罡,李建軍,丁春輝;20g鋼對接焊接接頭循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變的特性[J];焊接學(xué)報;2001年02期

2 ;焊接接頭的強度[J];機械制造文摘(焊接分冊);2003年05期

3 張敏,丁方,許德勝,程祖海;焊接接頭斷裂準則工程化應(yīng)用方法[J];焊接學(xué)報;2004年01期

4 ;焊接接頭的強度[J];機械制造文摘(焊接分冊);2004年03期

5 張敏,馬博,周永欣;焊接接頭斷裂抵抗力工程估計方法的數(shù)值研究[J];焊接學(xué)報;2005年01期

6 張敏;丁方;程祖海;;非均質(zhì)焊接接頭界面裂紋斷裂表征參量的分析[J];機械強度;2006年02期

7 宗培;曹雷;邵國良;彭飛;;低強匹配焊接接頭特征及界定方法[J];機械強度;2006年03期

8 申春梅;;φ16×48鏈條焊接接頭拉開原因分析[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年22期

9 李紅寶;;內(nèi)伸入式接管焊接接頭應(yīng)力的有限元分析[J];中國化工裝備;2010年02期

10 ;圖表2-10 受彎曲作用的焊接接頭A[J];石油化工設(shè)備簡訊;1975年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 段權(quán);;壓力容器用16MnR鋼焊接接頭疲勞裂紋擴展規(guī)律的研究[A];疲勞與斷裂2000——第十屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

2 張京海;方大鵬;;高強鋼低匹配焊接接頭實用性研究[A];第十五次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 劉俊;;焊接接頭微型剪切試驗[A];中國工程物理研究院科技年報（1998）[C];1998年

4 張建強;郭立峰;杜學(xué)銘;姜劍寧;王承權(quán);;不同應(yīng)力狀態(tài)下單面焊接接頭的斷裂特性研究[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

5 荊洪陽;霍立興;張玉鳳;;焊接接頭脆性斷裂的局部法研究[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

6 張建勛;李繼紅;裴怡;;焊接接頭損傷條件下的斷裂力學(xué)參量數(shù)值研究[A];第十一次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2005年

7 賈汝唐;;提高焊接接頭疲勞可靠性的工藝探討[A];鐵路貨車制造工藝學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

8 孔祥峰;鄒妍;王偉;張婧;;水下焊接接頭腐蝕行為研究[A];中國腐蝕電化學(xué)及測試方法專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

9 周繼云;桂春;唐毅;;非均質(zhì)焊接接頭中的斷裂力學(xué)參數(shù)計算研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

10 王元良;周友龍;陳輝;;微合金化鋼及其焊接接頭強韌性控制[A];第十五次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 唐佩綿;厚鋼板特性對T型焊接接頭止裂性的影響[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

2 張作貴 摘譯;優(yōu)化產(chǎn)品性能 更好滿足用戶要求[N];中國冶金報;2008年

3 廖建國;新日鐵開發(fā)出LNG罐用超級9%Ni鋼板[N];世界金屬導(dǎo)報;2006年

4 本版編輯 記者 魏敬民 子舒;為海洋鋼結(jié)構(gòu)增加安全砝碼[N];中國船舶報;2008年

5 唐佩綿;住友金屬耐疲勞焊接結(jié)構(gòu)鋼的開發(fā)[N];世界金屬導(dǎo)報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范文學(xué);焊接接頭振動疲勞的數(shù)值模擬[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2014年

2 王佳杰;低匹配焊接接頭彎曲等承載設(shè)計及隨焊整形[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 舒鳳遠;厚板鋁合金弧焊焊接接頭組織及應(yīng)力演變研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 喬及森;車用鋁合金焊接接頭及基本單元件的大變形力學(xué)行為研究[D];蘭州理工大學(xué);2007年

5 金成;空間熱循環(huán)下承載鋁合金焊接接頭損傷機理與數(shù)值模型[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

6 朱亮;力學(xué)性能失配焊接接頭的強度及變形行為[D];蘭州理工大學(xué);2005年

7 鄒吉權(quán);超高強度鋼及其焊接接頭的斷裂行為研究[D];天津大學(xué);2009年

8 王濤;基于斷裂參量K因子的焊接接頭等承載設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

9 張?zhí)鞎?新型低碳貝氏體鋼焊接接頭疲勞裂紋擴展可靠性研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

10 王海濤;核電安全端異種金屬焊接接頭的局部力學(xué)性能及斷裂行為[D];華東理工大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郝謙;低合金鋼焊接接頭損傷機理和損傷演變的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2001年

2 馬博;含缺陷焊接接頭完整性評定工程方法及其輔助評定系統(tǒng)設(shè)計[D];西安理工大學(xué);2004年

3 隋志強;E36-RCW耐蝕鋼焊接接頭力學(xué)性能和耐蝕性的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 朱井軍;鋅鍋焊接接頭在450°C鐵飽和鋅浴中長期浸泡下的腐蝕行為研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 李艷芳;含孔洞缺陷鋁合金焊接接頭電磁熱強化研究[D];燕山大學(xué);2015年

6 胡新陽;HG785D鋼焊接接頭的疲勞性能研究[D];長安大學(xué);2015年

7 滕誠信;低碳鋼焊接接頭表面沖擊摩擦改性[D];山東建筑大學(xué);2015年

8 于巖;構(gòu)架轉(zhuǎn)向架用Q345E低合金鋼及其接頭熱矯正性能研究[D];大連交通大學(xué);2015年

9 楊兆華;雙相鋼與奧氏體不銹鋼激光焊接接頭組織性能研究[D];蘇州大學(xué);2015年

10 李潔瑤;超超臨界鍋爐管用鋼焊接接頭蠕變性能研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號：708818