[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

本發明公開了一種確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，包括步驟：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；將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；計算選出的試樣的焊接熱輸入量，進而計算得到對應的焊接參數；按照焊接參數取S31803雙相鋼焊接得到對應的多組焊接試樣；將焊接試樣進行硫化氫應力腐蝕測試并選擇出抗應力腐蝕開裂性能最優的，得到S31803雙相鋼在含硫服役條件下的焊接參數，實現在較低的經濟成本下快速確定適合的焊接熱輸入，大大提高了S31803雙相鋼在濕硫化氫服役條件下焊接工藝的開發效率。

技術領域

本發明涉及S31803雙相鋼的焊接工藝，具體是一種確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法。

背景技術

雙相不銹鋼是近年來開發的一種新型鋼，通過控制合金元素的比例與熱處理工藝，使其中的鐵素體相和奧氏體相各占固溶體結構的一半左右。由于具有雙相組織的特征，雙相不銹鋼在保留了鐵素體不銹鋼良好導熱性、較小膨脹系數和高強度的同時，具有更高的韌性，更好的耐晶間腐蝕性能和焊接性能以及更低的脆性轉變溫度；在具有奧氏體不銹鋼的優異韌性和焊接性能的基礎上，又具有更高的屈服強度和耐氯化物應力腐蝕開裂能力以及更低的裂紋敏感性，可以說兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點，因此廣泛應用于化學和石化加工業、石油和天然氣工業、運輸業、化肥工業等領域，近些年來也被用于橋梁承重結構方面的研究，具有很好的發展前景。

第一代雙相鋼在提高耐氯化物的應力腐蝕開裂性能方面有較好的表現，但焊接狀態下存在一定的局限，即焊縫的熱影響區存在較多的鐵素體，導致該區域韌性低，耐蝕性能也遠不如母材。針對這種情況，出現了第二代雙相鋼。S31803屬于第二代雙相鋼中的一種，與第一代雙相鋼相比它具有更高的含氮量，而碳的含量進一步降低，這促進了焊接接頭中單相鐵素體在冷卻過程中向奧氏體的轉化，使接頭部位奧氏體與鐵素體的含量趨于平衡，在保證雙相鋼的抗應力腐蝕性能的同時又改善了焊接熱影響區的塑性和韌性。

目前S31803雙相鋼主要用于要求材料耐蝕性較強的場合，并已在很多可能發生應力腐蝕的環境下替代了奧氏體不銹鋼。但值得注意的是，在一些氣體的運輸過程中可能會含有硫化氫，而存在濕硫化氫的服役條件下極易發生氫致開裂(HIC)和硫化物應力腐蝕開裂(SSCC)，造成材料性能的下降和構件的失效，這就對材料的耐蝕性提出了更高的要求。因此制定合理的焊接參數，進一步提高雙相鋼焊接接頭的抗硫致應力腐蝕開裂敏感性對于該材料的發展仍具有十分重要的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種確定S31803雙相鋼在含硫服役條件下焊接參數的工藝方法，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。

進一步地，步驟S1中所述的熱模擬試驗具體試驗工序為：