Influence of purge quality and surface preparation on weld microstructure and degradation of austenitic stainless steel pressure piping

吹扫质量和表面处理对奥氏体不锈钢压力管道焊缝显微组织和退化的影响

• 批准号: 542299-2019
• 负责人: Jahazi, Mohammad
• 金额: $ 2.6万
• 依托单位: École de technologie supérieure
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Collaborative Research and Development Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=720657
• 关键词: Influence; purge; quality; surface; preparation

Welded pipeline steels made of 316 or 316L grade stainless steels are widely used in oil and gas industry mainly for the transportation of very corrosive substances. One of the main challenges in welding of these steels is the occurrence of discoloration, also called heat tinting, of the weld region which results often in the rejection of the part. The origin of the discoloration phenomenon has been related to the formation of chromium oxides during the welding of the root pass and subsequent fill and cap passes. Recent research has indicated that oxygen trapping in the fusion zone could also be a probable source for the occurrence of the discoloration phenomenon. However, the influence of the oxygen level present during welding on the extent of discoloration and level of damage to the microstructure and corrosion properties has not been quantified yet. In addition to the oxygen level, surface preparation has been identified as a very important process parameter that could affect the quality of the joint and its durability under service conditions. The main objective of the present research is therefore to investigate the influence of starting base material, weld process parameters, and surface preparation on the extent and severity of the discoloration and its correlation with joint structure and properties through the identification of the governing mechanisms. The outcome of the project for the industrial partner will be to implement improved surface preparations and welding procedures as a function of the selected material in order to achieve acceptable discoloration levels.#(cr)#(lf)Les aciers pour pipeline soudés en aciers inoxydables 316 ou 316L sont largement utilisés dans l'industrie du pétrole et du gaz, principalement pour le transport de substances très corrosives. L'un des principaux défis du soudage de ces aciers est la décoloration de la zone de soudure, également appelée coloration due à la chaleur, qui se traduit souvent par le rejet de la pièce. L'origine du phénomène de décoloration est liée à la formation d'oxydes de chrome lors du soudage. Des recherches récentes ont indiqué que le piégeage de l'oxygène dans la zone de fusion pourrait également être une source probable de l'apparition du phénomène de décoloration. Cependant, l'influence du niveau d'oxygène présent pendant le soudage sur l'étendue de la décoloration et le niveau d'endommagement de la microstructure et des propriétés de corrosion n'a pas encore été quantifié. Outre le niveau d'oxygène, la préparation de la surface a été identifiée comme un paramètre de processus très important susceptible d'affecter la qualité du joint et sa durabilité en conditions de service. L'objectif principal de la présente recherche est donc d'étudier l'influence du matériau de départ, des paramètres du processus de soudage et de la préparation de la surface sur l'étendue et la gravité de la décoloration, ainsi que sa corrélation avec la structure et les propriétés des joints grâce à l'identification des mécanismes directeurs. Pour le partenaire industriel, le projet aboutira à la mise en oeuvre de procédés de préparation de la surface et de soudage améliorés en fonction du matériau sélectionné, afin de parvenir à des niveaux de décoloration acceptables.

由316或316L级不锈钢制成的焊接管线钢广泛用于石油和天然气工业，主要用于输送腐蚀性很强的物质。焊接这些钢的主要挑战之一是焊接区域发生变色，也称为热着色，这通常导致零件报废。变色现象的起源与根部焊道和随后的填充焊道和盖部焊道的焊接过程中铬氧化物的形成有关。最近的研究表明，氧捕获在熔合区也可能是一个可能的来源发生的变色现象。然而，焊接过程中存在的氧含量对变色程度和对微观结构和腐蚀性能的损害程度的影响尚未量化。除了氧含量外，表面处理也被认为是一个非常重要的工艺参数，它可能会影响接头的质量及其在使用条件下的耐久性。因此，本研究的主要目的是调查的影响，起始基材，焊接工艺参数，和表面处理的变色的程度和严重程度及其相关性，通过识别的管理机制与关节结构和性能。工业合作伙伴的项目成果将是根据所选材料实施改进的表面处理和焊接程序，以达到可接受的变色水平。(cr)#（lf）Les aciers pour pipeline soudés en aciers inoxydables 316 ou 316L sont unutilisés dans l'industrie du pétrole et du gaz，principalement pour le transport de substances très corrosives. L'un des principaux défis du soudage de ces aciers is a décoloration de la zone de soudure，également appelée coloration due à la chaleur，whi se traduit souvent par le rejet de la pièce.变色现象的起源在于Chrome氧化物的形成。通过研究发现，在熔融区氧的存在可能是变色现象出现的一个原因。然而，氧气的存在对钢的变色倾向以及微观结构和腐蚀特性的影响还没有量化。除氧气瓶外，表面准备和工艺参数一样，对接头质量和使用条件下的耐久性具有重要影响。本文研究的主要目的是研究材料对裂纹的影响、焊接工艺参数和表面处理工艺参数以及裂纹的严重程度，以及与裂纹结构和特性的相关性。对于工业合作伙伴，该项目是关于在选择性材料的基础上进行表面和表面处理工艺的改进，最终获得可接受的颜色。