大型原油储罐用高强钢焊接性能研究.pdf

第34卷 第4期 山 东 冶 金 Vo1．34 NO．4 2012年8月 Shandong Metallurgy August2012 ～ ， ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ‘ 试验研究； · 、 ’、 ，’～ ． ，| ’ 、 ，’～ ，。～ ’· 大型原油储罐用高强钢焊接性能研究 侯 东 华 (济钢集团有限公司 技术中心，山东 济南250101) 摘 要：采用实物焊接和热模拟的方法研究了大型原油储罐用610MPa级高强度钢板大热输入焊接性能。结果表明，试验 钢具有 良好的抗大热输入量焊接的能力 ，原因是钢板中存在大量细小、弥散分布的TiN复合粒子，在焊接热循环的高温阶 段，TiN粒子通过有效钉轧奥氏体晶界和促进铁素体晶内形核，抑制了焊接热影响区组织粗化；采用气电立焊和埋弧横焊焊 接后，焊接对接接头的拉伸强度 、低温冲击和冷弯性能优 良，性能指标富余量大，试验钢板完全可以应用于 1O万m及以上 大型石油储罐的建造。 关键词：原油储罐用钢；焊接性能；大热输人；热模拟；埋弧横焊 中图分类号：TG406 文献标识码：A 文章编号：1004—4620(2012)04—0036—04 收功平均值KV2=250J。 1 前 言 2．1 热模拟粗晶区试验 国家石油储备基地及石油公司石油储备用罐 将试验钢加工成 10mm的圆棒拉伸热模拟试 几乎全部采用单台储存容积在10万In及以上的大 样以及11mm×11mm×55mm冲击热模拟试样 ，在 型浮顶油罐n，这种原油储罐底部数圈采用屈服强 Gleeble1500热模拟试验机上进行模拟焊接热循环 度I490MPa、抗拉强度610—730MPa的高强度钢 试验。试验加热速率300℃／s，初始温度20℃，峰值 板，其厚度通常在12～34mm。为提高焊接施工效 温度 1400cIC，峰值停留时间1S，分别模拟60、80、 率，10万m原油储罐的纵向焊缝采用气 电立焊焊 100、120kJ／cm4种大焊接热输入条件下焊接热影响 接，环缝采用埋弧横焊。要求所用的高强度钢板在 区粗晶区。将焊接热模拟后的圆棒试样加工成 6 经受气电立焊的大热输入焊接后，焊接热影响区不 mm的圆棒拉伸试样 ，在2000kN力学拉伸试验机上 发生明显的 “软化”和 “脆化”，具有足够的强度和韧 进行拉伸试验 。每组焊接热输入量进行2个拉伸 ， 性，同时在埋弧横焊的小焊接热输入条件下 ，热影 取平均值 。将热模拟后的冲击试样加工成11mm× 响区不发生明显的 “硬化”_2]。气 电立焊热输入量可 11mm×55mm的标准冲击试样 ，在CDW一60冲击试 达90～100kJ／cm ，焊接热冲击会造成钢板焊接热 验机 (JB230B冲击试验机)上进行夏 比V形缺 口冲 影响区的强度和韧性严重下降，使热影响区成为整 击试验 。每组焊接热输入量进行3个试样 的冲击试 个罐体最薄弱的环节 。为保证大型浮顶油罐工 验，取平均值。 程的安全性，进行的大型石油储备用钢焊接性能研 2．2 对接接头