海洋平台/港口机械

    海洋平台齿条板D690E焊接

    发布人:武汉纳 瑞格智能设备有限公司 发布时间:2015-09-30 17:02

    海洋平台齿条板材质:DILLIMAX690E  ( 德国,调质超高强钢 );  T=100mm  ,齿条板长度>100米; 
    图2 是目前 法国设计的齿条板对接坡口尺寸图,采用焊接工艺方法为:SMAW,焊丝直径Ø3, Ø4;
    图3是超窄间隙MAG焊焊接坡口图,坡口面角1.5度,焊丝直径为1.2mm。

     

                         图1. 海洋平 台齿条板实物图          图2.目前采 用的焊接坡口图(法国设计)          图3. 超窄间隙MAG焊坡口图

             
     图4 采用SMAW焊接每米生产成本11030元           图5 采用NG-MAG焊接每米生产成本1797元    图6 NG-MAG相比SMAW生产成本下降比例                           
     坡口面积:NG-MAG焊比SMAW焊,坡口面积直接下降64%;
     焊接生产率:
     NG-MAG焊是SMAW16
     焊接生产成本: NG-MAG焊直接成本仅为SMAW的约16%,即降低了约84%。
     
    题外延伸:若一部 海洋采油平台齿条板对接焊缝总长为100米长,节约直接成本为100x9233元=92.33万元!
                            

     
    下面对海洋平台齿条板DILLIMAX690E钢焊接接头力学性能、应力形 变进行检测分析

     
          取检测试样尺寸:450mm x 400mm x 100 mm; 
          窄间隙MAG焊接  NG-MAG; 焊丝直径1.2mm, 焊丝型号BHG-4M; 全数字化脉冲MIG/MAG电源,焊接热输入为11~13KJ/cm,预热温度180~200摄氏度,后热温度200摄氏度,保温2h。

                      表1.DILLIMAX690E钢的力学性能                                                                  表2. BHG-4M焊丝的力学性能
     

    一. 焊接接头的宏观形貌
         从图7可以看出,焊道焊层清晰,成型美观,厚度十分均匀,每道(层)月5.8mm;热影响区的宽度只有2.9mm,这比传 统弧焊方法的焊接热影响区小得多;焊缝中 心五任何焊接缺陷存在,焊缝金 属与坡口侧壁母材熔合良好。



                                                                                             表3. DILLIMAX690E钢焊接 接头低温韧性测试结果
                       
        图7 焊缝热影响区宽度                                              
                                                            
      二. 焊接接头的力学性能
            根据国家标准GB/T2651-2008《焊接接 头拉伸试验方法》,GB/T2650-2008《焊接接 头冲击试验方法》和GB/T2653-2008《焊接接 头弯曲试验方法》对690钢超窄间隙MAG焊接头 的力学性能进行了评定。

           表3给出了 焊接接头不同位置的低温冲击和室温测试结果,焊缝中 心上部和中部的平均冲击功为76.6J,熔合线 上部和中部的平均冲击功为76J,熔合线外1mm外中部 和下部的的平均冲击功为147.3J,完全符 合海洋平台相关结构的低温韧性要求,熔合线外3mm的平均冲击功为149.6J,该位置 已超出了焊接热影响区,实质上 是母材的冲击韧性。
          图7为焊接 接头同一横断面板厚上部的硬度值分布,经计算,母材平均硬度为302HV,过热区 和正火区的平均硬度为335HV,显然该 区存在较轻的硬化现象,硬度升高了10.9%,这与该 区在较低热输入的焊接热循环作用下,产生了低温转变,由母材 回火索氏体变为低碳M组织有关;而焊缝 区域平均硬度为267HV,与母材相比降低了11.6%,这与所 选焊丝的化学成分和力学性能有关;热影响 区不完全正火区有轻微的软化现象。图9和图10分别为 同一焊接接头横断面上的板厚中部和下部的硬度分布,规律与上部类似。
     
           表4给出了 焊接接头的拉伸和侧弯测试结果。焊缝接 头拉伸测试件均断在焊缝区,这与焊 丝的化学成分和力学性能相吻合。焊缝区 强度稍低于母材,但平均强度902.5MPa已与该 钢的设计强度上限十分接近。未断在HAZ的软化区,说明该 接头的极薄区域的轻微软化可以忽略,未对强 度产生不利影响。
                                                                               
                            表4.DILLIMAX690E钢拉伸/侧弯测试结果
              
                                                                                                                                                                                                                                                                                  图11.焊缝接头侧弯

          如图11所示,试件弯曲后,接头的 焊缝区和热影响区均未产生裂纹,说明整 个焊接接头具有良好的塑韧变形能力和良好的侧壁熔合。

    对比结论:
    接头质量:① NG-MAG焊HAZ尺寸大幅度减小;② NG-MAG焊接头力学性能更高;③ NG-MAG焊焊接 残余应力与残余变形大幅度降低。
     

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