[發明專利]一種確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法

在審

• 申請號: 202110014714.8
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112834723A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 程晉宜;溫志剛;田雷;陳哲;靳偉亮;沈楠楠;朱大喜;蔡新榮
• 申請（專利權）人: 海洋石油工程（青島）有限公司;海洋石油工程股份有限公司;中國海洋石油集團有限公司
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20;G01N33/207;G01N17/00;G01N3/20;G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司 11506
• 代理人: 鄭利華

1.一種確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，包括步驟：

S1：制作S31803雙相鋼試樣，以不同的t_8/5時間進行熱模擬試驗，得到多組對應的試樣；

S2：將S1中的試樣分別進行應力腐蝕開裂試驗，再進行應力腐蝕開裂敏感性分析，最后選擇出幾組性能較優的試樣；

S3：計算S2中的選出的試樣的焊接熱輸入量，進而計算得到每組試樣對應的S31803雙相鋼焊接參數；

S4：取S31803雙相鋼并根據S3中得到的多組焊接參數分別焊接得到對應的多組焊接試樣；

S5：將S4中得到的焊接試樣進行硫化氫應力腐蝕測試，從焊接試樣中選擇出抗應力腐蝕開裂性能最優的一組，其對應的焊接參數即為S31803雙相鋼在含硫服役條件下的焊接參數。

2.根據權利要求1所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，步驟S1中所述的熱模擬試驗具體試驗工序為：

S101：制取試樣：沿平行于S31803鋼母材的軋制方向選取并加工出多組S31803雙相鋼試樣；S31803雙相鋼試樣為圓柱狀，試樣規格為φ10×100mm；

S102：以400℃/s的加熱速度將試樣加熱到1345℃，保溫1s，再以80℃/s的速度冷卻至900℃；

S103：分別設置多組不同的t_8/5時間，將試樣冷卻到室溫，得到不同t_8/5時間對應的試樣。

3.根據權利要求2所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，步驟S2中所述的應力腐蝕開裂試驗具體為：

S201：將S1中的試樣加工成慢拉伸試驗用試樣；

S202：進行應力腐蝕開裂試驗：試驗溫度為室溫，拉伸速率為1×10^-6mm/s，溶液為添加10^-3mol/LS₂O₃₂-的標準NACE A溶液；

S203：根據應力腐蝕開裂試驗結果，分析和計算各組試樣的應力腐蝕敏感性參數；

S204：根據各組t_8/5時間對應的試樣的應力腐蝕開裂敏感性參數，分析比較選出耐應力腐蝕性能較好的幾組試樣。

4.根據權利要求1所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，步驟S3中焊接熱輸入量的計算公式為：

其中t_8/5為溫度由800℃冷卻到500℃時間；Tp為焊件預熱溫度；Q為焊接熱輸入量，F3為三維熱流形狀因子，F3＝0.9；

焊接參數的計算公式為：

Q＝IUv

E＝IUη/v

其中Q為焊接熱輸入量；E為焊接熱輸入；I為焊接電流；U為電弧電壓；v為焊接速度；η為焊接熱效率系數。

5.根據權利要求1所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，步驟S4中焊接試樣的焊接方式為手工電弧焊。

6.根據權利要求1所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，步驟S5中所述的硫化氫應力腐蝕測試的步驟為：

S501：將焊接試樣加工成115×15×5mm的板狀；

S502：將板狀的焊接試樣進行四點彎曲實驗，通過四點彎曲的方法加載至母材實際屈服強度的80％；

S503：將加載后的焊接試樣放置在NACE A溶液中，通入氮氣除氧后再通入硫化氫氣體，并保持pH值小于4；

S504：將浸泡了720h的焊接試樣取出，并觀察焊接試樣表面，選擇表面無開裂的焊接試樣，得到抗應力腐蝕開裂性能最優的焊接試樣。

7.根據權利要求3所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，所述的各組試樣的應力腐蝕敏感性參數包括塑性應變比、斷面收縮率比和應力腐蝕指數。

8.根據權利要求2所述的確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，其特征在于，步驟S101中，在每組所述的S31803雙相鋼試樣的中心點焊上熱電偶絲，用于檢測溫度與時間的關系。