X80螺旋埋弧焊管焊縫橫向裂紋產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

通過(guò)化學(xué)成分、微觀組織、斷口形貌分析等方法對(duì)某管線(xiàn)建設(shè)中x80螺旋埋弧焊管環(huán)焊接頭裂紋產(chǎn)生的原因進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,裂紋出現(xiàn)于對(duì)接焊縫焊趾處,呈現(xiàn)沿晶+穿晶的開(kāi)裂形貌,屬于焊接冷裂紋。焊接接頭氣孔、夾渣和焊接死口處拘束應(yīng)力過(guò)高是裂紋產(chǎn)生的主要原因,焊接工藝不當(dāng)是裂紋產(chǎn)生的直接誘因,焊接前對(duì)管徑周向全尺寸進(jìn)行預(yù)熱是防止該裂紋產(chǎn)生的主要途徑。

螺旋埋弧焊管內(nèi)焊裂紋產(chǎn)生的原因眾多復(fù)雜,應(yīng)從鋼管焊接前各工序狀態(tài)、焊絲和焊劑匹配、焊接工藝參數(shù)選定等方面進(jìn)行分析研究。著重分析了前擺式螺旋焊管機(jī)組焊前各工序?qū)?nèi)焊裂紋的影響。

針對(duì)直縫埋弧焊鋼管生產(chǎn)過(guò)程中的焊縫橫向裂紋,從焊接過(guò)程中的應(yīng)力狀態(tài)和生產(chǎn)工藝方面分析了焊縫橫向裂紋產(chǎn)生的原因,并指出通過(guò)改進(jìn)焊接材料及相關(guān)的焊接設(shè)備、降低焊接時(shí)的低熔點(diǎn)雜質(zhì)銅含量以及降低焊接過(guò)程中的縱向拉應(yīng)力等途徑可有效防止焊縫橫向裂紋的產(chǎn)生,保證焊接質(zhì)量。

針對(duì)某輸送成品油管道的螺旋焊管焊縫斷裂事故,進(jìn)行了斷口宏觀形貌、金相組織、掃描電鏡、能譜及硬度分析試驗(yàn),并用有限元分析法比較了土壓、含水量、地基對(duì)管道應(yīng)力的影響。失效分析結(jié)果表明,螺旋焊管焊縫斷裂主要是由于管道附近泥漿化趨勢(shì)、較高的堆土以及焊縫缺陷造成。

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從焊接材料、成型合縫狀態(tài)及焊接冶金等方面分析了螺旋埋弧焊管焊縫夾雜、氣孔產(chǎn)生的原因,并提出通過(guò)改善成型質(zhì)量、合理調(diào)整焊墊輥高度及焊劑送入位置等措施,解決了焊縫夾雜、氣孔的產(chǎn)生,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有一定指導(dǎo)作用。

針對(duì)西氣東輸二線(xiàn)x80螺旋埋弧焊管管體強(qiáng)度較卷板普遍升高的問(wèn)題,進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),分析證實(shí)了成型過(guò)程中的形變量、冷擴(kuò)徑工序、取樣方法及圓棒試樣的車(chē)削方式對(duì)管體屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的測(cè)定有著顯著影響。

根據(jù)大壁厚螺旋埋弧焊管成型工藝調(diào)整過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析闡述了內(nèi)焊縫微裂紋缺陷的成因和有效控制方法。

試驗(yàn)分析了不同外焊坡口角度對(duì)x80鋼級(jí)18.4mm壁厚埋弧焊鋼管焊縫質(zhì)量的影響。在其他焊接條件不變的情況下,僅對(duì)外焊坡口角度變化進(jìn)行焊接試驗(yàn),并對(duì)焊縫進(jìn)行外觀、無(wú)損和沖擊性能試驗(yàn),以尋求外焊坡口角度與埋弧焊管焊縫外觀質(zhì)量、焊縫熔深和力學(xué)性能間的關(guān)系。試驗(yàn)表明,隨著外焊坡口角度的增加,外焊縫高度明顯降低,熔深明顯增加,焊縫沖擊韌性略有提高,熱影響區(qū)沖擊韌性有所下降。

簡(jiǎn)述了焊接裂紋的分類(lèi)及形態(tài)分布。對(duì)螺旋埋弧焊管焊接過(guò)程中出現(xiàn)的結(jié)晶裂紋和延遲裂紋的產(chǎn)生原因、形成機(jī)理、影響因素、防治措施等進(jìn)行了分析闡述,同時(shí)提出了相應(yīng)的解決措施。

根據(jù)x光射線(xiàn)的投影原理及雙面螺旋埋弧焊鋼管雙絲焊焊縫的內(nèi)部形狀,分析了用x光顯像判別雙絲焊內(nèi)外焊偏移量存在的問(wèn)題,提出了應(yīng)注意的三種情況,對(duì)準(zhǔn)確判別焊偏有參考價(jià)值

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介紹了國(guó)內(nèi)某鋼管公司φ914mm×15.9mm和φ1219mm×22mm、x80鋼級(jí)直縫埋弧焊鋼管的試制過(guò)程,簡(jiǎn)述了其優(yōu)化成型和焊接工藝,對(duì)不同廠家的鋼板和試制鋼管的理化性能進(jìn)行了對(duì)比分析,并就所試制的x80級(jí)鋼管和歐洲鋼管公司同類(lèi)產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:試制的兩種規(guī)格x80級(jí)鋼管完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求,可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

根據(jù)西氣東輸冀寧聯(lián)絡(luò)線(xiàn)天然氣管線(xiàn)工程的需要,巨龍鋼管有限公司對(duì)x80鋼級(jí)直縫埋弧焊接鋼管(φ1016mm×18.4mm)進(jìn)行了試制。詳細(xì)介紹了此種焊管的試制過(guò)程和檢驗(yàn)結(jié)果。檢驗(yàn)結(jié)果表明,研制開(kāi)發(fā)的x80鋼級(jí)直縫埋弧焊管各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持. 1文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持. ⑵、螺旋埋弧焊管（ssaw） 螺旋埋弧焊管設(shè)備投資較少，因采用價(jià)格較低的窄帶（板）卷連續(xù)焊接生產(chǎn)大口徑（ф 1016~2400mm）焊管，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，具有低成本運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，在中大口徑低壓輸水、 熱力和打樁管等市場(chǎng)具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但在壓力管道工程，尤其是燃?xì)夤芫€(xiàn)中應(yīng)用應(yīng)具有必要的硬 件配置，如無(wú)損檢測(cè)和理化檢驗(yàn)設(shè)施，加強(qiáng)質(zhì)量保證措施，嚴(yán)格按生產(chǎn)許可證實(shí)施監(jiān)管。 目前，在我國(guó)油氣輸送螺旋焊管已形成了以石油系統(tǒng)所屬鋼管廠為主的基本格局。采用低殘 余應(yīng)力成型和管端機(jī)械擴(kuò)徑等先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格質(zhì)量控制的螺旋焊管在質(zhì)量上可與直縫焊管相 媲美，在我國(guó)西氣東輸?shù)扔蜌忾L(zhǎng)輸管道工程中獲得了廣泛應(yīng)用，是我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道工程采用的 主要管

通過(guò)對(duì)x70螺旋埋弧焊管生產(chǎn)中焊縫沖擊試驗(yàn)的總結(jié)和分析,研究了沖擊試樣的v形槽深度、v形槽中心偏離外焊縫中心距離、試樣尺寸、試驗(yàn)冷卻溫度以及低溫冷卻、保溫時(shí)間對(duì)焊縫沖擊試驗(yàn)值的影響。結(jié)果顯示:隨著v形槽深度的增加,焊縫沖擊功呈線(xiàn)性降低;在正常情況下(即v形槽中心偏離外焊縫中心距離為0)的焊縫沖擊功比在v形槽中心偏離情況下的沖擊功低;半尺寸試樣(55mm×10mm×5mm)的沖擊功換算后大于全尺寸試樣(55mm×10mm×10mm)的沖擊功;隨著試驗(yàn)溫度的增加,焊縫沖擊功逐漸增加,呈遞增趨勢(shì);沖擊試樣在完全冷卻后,保溫時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)沖擊功的影響不大。

簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高鋼級(jí)、大直徑、大壁厚螺旋埋弧焊管時(shí)采用的工藝參數(shù)及其存在的不足。對(duì)采用較高焊速(2.2m/min)批量生產(chǎn)的x65m級(jí)ф914mm×12.7mm焊管的焊縫拉伸、導(dǎo)向彎曲、夏比沖擊和外觀質(zhì)量等性能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià),結(jié)果表明,較高焊接速度能夠保證焊縫質(zhì)量,滿(mǎn)足技術(shù)條件要求。最后,對(duì)焊管生產(chǎn)時(shí)提高焊接速度和其他參數(shù)方面的平衡提出了建議。

闡述了螺旋埋弧焊管焊縫中的一種特殊氣孔——夾珠型氣孔的特征。分析認(rèn)為,形成該類(lèi)氣孔的主要原因是:在鋼管進(jìn)行內(nèi)焊之前的成型過(guò)程中,由于成型縫間隙不合適而使含有大量鐵銹粉末的焊劑夾在了成型縫中,導(dǎo)致鋼管內(nèi)焊過(guò)程中產(chǎn)生夾珠型氣孔。針對(duì)氣孔產(chǎn)生的原因,提出了避免該類(lèi)氣孔產(chǎn)生的相應(yīng)措施。

為了研究焊絲中的mn含量對(duì)螺旋焊管焊縫金屬的微觀組織、力學(xué)性能和熱裂紋敏感性的影響,選取了3種w(mn)分別為0.88%,1.05%和1.54%的焊絲,在x70螺旋焊管的生產(chǎn)和試驗(yàn)條件下進(jìn)行焊接,獲得的焊縫金屬中w(mn)分別為1.26%,1.44%和1.67%。通過(guò)光學(xué)顯微鏡及掃描電鏡的金相學(xué)檢查分析顯示:提高焊縫金屬的mn含量,能降低各相(針狀鐵素體(af)、先共析鐵素體(pf)和側(cè)板條鐵素體(fsp))的晶粒尺寸。而且隨著針狀鐵素體不斷增加,先共析鐵素體(主要是晶界鐵素體)和側(cè)板條鐵素體的體積分?jǐn)?shù)會(huì)降低。同時(shí)力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果顯示:mn含量越高,焊縫金屬的強(qiáng)度和硬度就越高。沖擊韌性和延伸率,觀測(cè)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)最佳值。mn含量最大的焊縫金屬具有較低的韌性,這歸因于淬透性的增加及馬奧島(m/a)及晶界碳化物在針狀鐵素體位置的形成。對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)1000m的螺旋焊管焊縫金屬的分析顯示:當(dāng)焊縫金屬中w(mn)增加到1.4%時(shí),熱裂紋形成的可能性從0.005%減少到0.001%。

簡(jiǎn)要介紹了一步法和預(yù)精焊的生產(chǎn)工藝,分析了一步法影響焊縫成形的因素。通過(guò)分析得出一步法焊縫成形主要受焊點(diǎn)位置、熔池形狀以及工藝參數(shù)的影響。預(yù)精焊生產(chǎn)工藝較一步法而言,工藝參數(shù)相對(duì)廣泛,同時(shí)可有效避免焊縫因成形應(yīng)力而變形,以此優(yōu)化焊縫成形。同時(shí)應(yīng)用預(yù)精焊生產(chǎn)工藝,成功消除了內(nèi)焊"馬鞍型"焊縫,得到了飽滿(mǎn)且過(guò)渡平緩的內(nèi)焊焊縫,各項(xiàng)力學(xué)性能均達(dá)標(biāo)。

x120鋼級(jí)管線(xiàn)管是目前國(guó)際上研發(fā)的最高鋼級(jí)的管線(xiàn)管。介紹了渤海裝備公司華油鋼管有限公司研制開(kāi)發(fā)x120鋼級(jí)螺旋縫埋弧焊管的結(jié)果。通過(guò)金相組織分析及各項(xiàng)試驗(yàn)表明,所研制鋼管的性能滿(mǎn)足apispec5l標(biāo)準(zhǔn)(44版)的要求,安全性高,但屈服強(qiáng)度偏高,夏比沖擊功偏低。針對(duì)存在的不足,提出了降低鋼帶屈服強(qiáng)度,提高卷曲溫度,適當(dāng)降低鋼中b、mo和ni合金元素含量,以及降低鋼的碳當(dāng)量等建議。

螺旋鋼管焊縫探傷專(zhuān)用系統(tǒng)可以劃分為超聲波探頭夾持及調(diào)整支架、激光焊縫自動(dòng)跟蹤和超聲波探傷儀器3個(gè)子系統(tǒng)。超聲波探傷是確保鋼管內(nèi)在質(zhì)量的主要手段,超聲波焊縫自動(dòng)探傷設(shè)備水平是衡量鋼管廠產(chǎn)品質(zhì)量水平的重要標(biāo)志之一,該設(shè)備的激光跟蹤系統(tǒng)總體水平與國(guó)外類(lèi)似水平相當(dāng),其跟蹤的模糊算法屬于國(guó)際獨(dú)創(chuàng)。探頭架和超聲波儀器組合,使缺陷信噪比這一關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的水平。