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直缝焊管如何避免出现裂纹缺陷

发布日期:2019-02-03 点击:

目前,直缝焊管应用已扩展到众多领域,除石油天然气长输管道外,还向海洋平台、海上浮吊等海洋结构方面发展。埋弧焊管作为海洋结构用管具有明显的优势,如壁厚均匀,工艺简单,性能受制管工艺影响较小,易于实现高强度、高韧性的要求,且其规格调整灵活,可满足不同管径的要求。但是,由于海洋结构用管的服役环境与陆路流体输送管有所不同,海洋结构用管服役在波浪、海潮、风暴及寒冷流冰等严峻的海洋工作环境中,因而,对海洋结构用管除了要求具有一般管道性能外,还对其强韧性和焊缝质量提出了高的要求。钢管的主要材质为D36钢、S355钢及具有Z向性能的结构钢板,厚度一般在20~50mm之间,由于板材厚度较大,且碳含量及碳当量均较大,可焊性较差,淬硬倾向大,使焊接接头的熔合性能降低,且易产生冷裂纹。公司采用上述材质和厚度的钢板生产某些国内外海洋平台结构钢管时,发现部分厚壁钢管存在横向裂纹缺陷。有效检出横向裂纹、及时返修并消除缺陷,对确保钢管质量、保证海洋平台的使用具有重要意义。

厚壁直缝焊管焊缝分别采用厚度为20~50mm的D36,D36-Z35和S355结构钢板,通过JCOE成型方式生产海洋经验交流·54·HANGUAN焊管平台用直缝埋弧焊管,直径为508~1372mm。焊缝采用X形坡口,内焊为三丝埋弧焊,外焊为多层多道三丝埋弧焊。焊接完成24h或48h后对焊缝进行超声波检测,横向扫查时发现在焊缝壁厚中间位置有林状回波出现,进一步检测发现有时整条焊缝断续存在类似信号,深度在焊缝中间位置。为了查清缺陷的性质,对某些反射信号高的地方进行X射线拍片,未发现缺陷。经碳弧气刨后再次进行磁粉检测,证实该缺陷为横向裂纹。裂纹大部分横穿焊缝,但未扩展到母材中,裂纹深度在焊缝壁厚的中间位置,为外焊的层,与超声波检测的深度基本吻合。

一、直缝钢管管坯的两个边沿加热到焊接温度后,在挤压辊的挤压下,构成单独的金属晶粒相互浸透、结晶,构成结实的焊缝。若挤压力过小,构成单独晶体的数目就小,焊缝金属强度降落,受力后会发作开裂;假如挤压力过大,将会使熔融形态的金属被挤出焊缝,不但升高了焊缝强度,而且会发作少量的内外毛刺,以至形成焊接搭缝等缺陷。

二、直缝钢管高频感应圈应尽量接近挤压辊地位。若感应圈距挤压辊较远时,无效加热工夫较长,热影响区较宽,焊缝强度降落;反之,焊缝边沿加热缺乏,挤压后成型不良。

三、将带钢送入焊管机组,经多道轧辊滚压,带钢逐步卷起,构成有启齿间隙的圆形管坯,调整挤压辊的压下量,使焊缝间隙掌握在1~3mm,并使焊口两端齐平。

四、直缝钢管焊接温度次要受高频涡流热功率的影响,依据公式,高频涡流热功率次要受电流频次的影响,涡流热功率与电流鼓励频次的平方成正比;而电流鼓励频次又受鼓励电压、电流和电容、电感的影响。

直缝钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器,它还是一种经济钢材。用直缝钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架,可以减轻重量,节省金属20~40%,而且可实现工厂化机械化施工。用直缝钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工,而且可大大减少涂保护层的面积,节约投资和维护费用。所以,任何其他类型的钢材都不能代替直缝钢管,但直缝钢管可以代替部分型材和棒材。从人们的日常用具、家具、供排水、供气、通风和采暖设施到各种农机用具的制造、地下资源的开发、国防和航天所用枪炮、子弹、导弹、火箭等都离不开直缝钢管。

正由于直缝钢管与人类生活、生产活动密不可分,直缝钢管工业的生产技术不仅发展迅速,而且推陈出新,直缝钢管生产在钢铁工业中占有不可替代的位置。直缝钢管生产技术的发展开始于建设制造业。19世纪初期石油的开发,两次世界大战期间舰船、锅炉、飞机的制造,次世界大战后火电锅炉的制造,化学工业的发展以及石油天然气的钻采和运输等,都有力地推动着直缝钢管工业在品种、产量和质量上的发展。


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