實(shí)時成像技術(shù)在雙面埋弧焊管焊縫檢測中的應(yīng)用

hanguan 摘要：焊縫余高過高袁焊縫與母材過渡角過小會引起焊趾處應(yīng)力集中袁導(dǎo)致服役條件下管道疲 勞破壞袁影響管道的安全運(yùn)行袁加大鋼管的外防腐作業(yè)難度袁造成焊縫部位防腐層厚度的減薄甚 至開裂遙針對這些問題袁分析了影響焊縫余高質(zhì)量的主要因素袁以及改善焊縫形貌所采取的工藝 措施袁如坡口和焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)堯焊絲形位參數(shù)的調(diào)整遙焊縫形貌的改善在實(shí)際生產(chǎn)中 取得了滿意的效果遙 關(guān)鍵詞院螺旋埋弧焊管曰焊縫形貌曰焊縫余高曰防腐 中圖分類號：te973文獻(xiàn)標(biāo)志碼：b文章編號：員園園員原猿怨猿愿（圓園員3）07-0063-04 螺旋埋弧焊管焊縫形貌控制 王洋袁陳楠袁謝玉峰袁劉晶晶袁谷海龍?jiān)畛?淵渤海裝備華油鋼管有限公司袁河北青縣062658冤 abstract:overheightweldreinforcementandtoo

根據(jù)x光射線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題,提出了應(yīng)注意的三種情況,對準(zhǔn)確判別焊偏有參考價值

針對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、較高的堆土以及焊縫缺陷造成。

摘要：針對海洋平臺用厚壁直縫埋弧焊鋼管生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的焊縫橫向裂紋，給出了 常用的超聲波檢測方法，如帶余高焊縫的斜平行掃查、去掉焊縫余高后的平行掃查、 雙探頭橫跨焊縫的交叉掃查和帶余高焊縫的平行掃查。比較了幾種掃查方式對焊縫橫 向裂紋的檢測效果，結(jié)果表明，采用9×9k1（45°）小晶片的橫波斜探頭，進(jìn)行帶余高 焊縫的平行掃查，能有效地檢出焊縫的橫向裂紋。最后給出了橫向裂紋缺陷的返修處 理措施。 目前，直縫埋弧焊管應(yīng)用已擴(kuò)展到眾多領(lǐng)域，除石油天然氣長輸管道外，還向海洋 平臺、海上浮吊等海洋結(jié)構(gòu)方面發(fā)展。埋弧焊管作為海洋結(jié)構(gòu)用管具有明顯的優(yōu)勢， 如壁厚均勻，工藝簡單，性能受制管工藝影響較小，易于實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高韌性的要 求，且其規(guī)格調(diào)整靈活，可滿足不同管徑的要求。但是，由于海洋結(jié)構(gòu)用管的服役環(huán) 境與陸路流體輸送管有所不同，海洋結(jié)構(gòu)用管服役在波浪、海潮、風(fēng)暴及寒冷流冰等 嚴(yán)峻的海洋工作環(huán)境中，因

雙面埋弧焊縫的內(nèi)部質(zhì)量主要靠自動超聲波檢測來確定,而自動超聲波檢測的準(zhǔn)確性要靠檢測工藝來保證。文章從探頭的選擇、耦合方式及耦合劑的選擇、探頭布置和跨距選擇、對比試塊的制作、檢測靈敏度的確定、掃查方式等方面介紹了自動超聲波檢測工藝,可供專業(yè)技術(shù)人員參考借鑒。

簡要介紹了國內(nèi)生產(chǎn)高鋼級、大直徑、大壁厚螺旋埋弧焊管時采用的工藝參數(shù)及其存在的不足。對采用較高焊速(2.2m/min)批量生產(chǎn)的x65m級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)和評價,結(jié)果表明,較高焊接速度能夠保證焊縫質(zhì)量,滿足技術(shù)條件要求。最后,對焊管生產(chǎn)時提高焊接速度和其他參數(shù)方面的平衡提出了建議。

焊縫余高的精確測量和控制是埋弧焊管焊接質(zhì)量的重要保證。采用40型通用焊接檢驗(yàn)尺測量鋼管縱向焊縫余高時,由于測量工具和操作等方面的原因,會產(chǎn)生一定的測量偏差,影響產(chǎn)品質(zhì)量評價。分析了采用40型通用焊接檢驗(yàn)尺測量鋼管縱向焊縫余高時產(chǎn)生測量偏差的原因,并提出了具體、可行的修正方法。

介紹了國內(nèi)某鋼管公司φ914mm×15.9mm和φ1219mm×22mm、x80鋼級直縫埋弧焊鋼管的試制過程,簡述了其優(yōu)化成型和焊接工藝,對不同廠家的鋼板和試制鋼管的理化性能進(jìn)行了對比分析,并就所試制的x80級鋼管和歐洲鋼管公司同類產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:試制的兩種規(guī)格x80級鋼管完全符合標(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)線天然氣管線工程的需要,巨龍鋼管有限公司對x80鋼級直縫埋弧焊接鋼管(φ1016mm×18.4mm)進(jìn)行了試制。詳細(xì)介紹了此種焊管的試制過程和檢驗(yàn)結(jié)果。檢驗(yàn)結(jié)果表明,研制開發(fā)的x80鋼級直縫埋弧焊管各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

簡要介紹了直縫埋弧焊鋼管生產(chǎn)線預(yù)彎工序的重要性、預(yù)彎的功能以及預(yù)彎工藝過程。分析了主要預(yù)彎工藝參數(shù),如上模曲率半徑、預(yù)彎長度、預(yù)彎卷角和預(yù)彎力等。推導(dǎo)了各工藝參數(shù)計(jì)算公式,運(yùn)用這些公式確定的預(yù)彎工藝參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn),預(yù)彎質(zhì)量達(dá)到了工藝要求。兩年來的生產(chǎn)實(shí)踐證明了所確定的預(yù)彎工藝參數(shù)是正確的。

采用有限元模擬方法,就直縫埋弧焊管端口機(jī)械擴(kuò)徑變形過程進(jìn)行了研究,對直縫埋弧焊管端口機(jī)械擴(kuò)徑過程的橫斷面、縱斷面變形特征做了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,沿管材軸向可以將變形狀態(tài)分為端口變形區(qū)、過渡變形區(qū)和未變形區(qū),在擴(kuò)徑過程中需要確定合理的擴(kuò)徑長度。端口變形區(qū)壁厚減薄,而在管材與模具尾部圓角相切處應(yīng)變最大,處于相鄰兩塊模具之間的懸空段管材壁厚變化不均勻,切向拉應(yīng)力最大,壁厚減薄嚴(yán)重,這幾處需要防止變形破壞,由此可見變形過程具有十分明顯的局部變形特征。對直縫埋弧焊管端口機(jī)械擴(kuò)徑的模擬得到了擴(kuò)徑長度、管端壁厚變化等對實(shí)際生產(chǎn)有益的結(jié)論。

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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。

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,形成該類氣孔的主要原因是:在鋼管進(jìn)行內(nèi)焊之前的成型過程中,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)焊過程中產(chǎn)生夾珠型氣孔。針對氣孔產(chǎn)生的原因,提出了避免該類氣孔產(chǎn)生的相應(yīng)措施。

通過對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、保溫時間對焊縫沖擊試驗(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;沖擊試樣在完全冷卻后,保溫時間的長短對沖擊功的影響不大。

根據(jù)大壁厚螺旋埋弧焊管成型工藝調(diào)整過程中的實(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。

基于可視化開發(fā)工具visualbasic6.0中文企業(yè)版和access2003數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),開發(fā)出了螺旋埋弧焊管焊縫形狀控制與優(yōu)化工藝數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)以長期生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)和結(jié)果,即,對不同工藝條件下獲得的焊縫形貌及其評價為依據(jù),建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和圖庫。該數(shù)據(jù)庫包括基本情況、焊接材料、工藝因素、焊接規(guī)范、結(jié)構(gòu)因素等板塊,與焊縫形貌的評價相對應(yīng),可對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的存貯、更新、增減、打印輸出等操作,并能依據(jù)用戶的不同需求,根據(jù)材質(zhì)、厚度、直徑等進(jìn)行單條件或組合條件的查詢,根據(jù)查詢結(jié)果分析對比,獲得優(yōu)化的工藝參數(shù)。

原有內(nèi)焊焊接車和橫移車的工藝布置和結(jié)構(gòu)存在問題,容易出現(xiàn)鏈條的彈性和松弛、斷口阻力和導(dǎo)軌局部磨損,每班生產(chǎn)2～3根鋼管后,因焊接車行走過程會發(fā)生停頓而被燒穿。通過對內(nèi)焊焊接車和橫移車行走機(jī)構(gòu)的改進(jìn),有效地解決了焊接車在通過交叉導(dǎo)軌時的停頓和竄動現(xiàn)象,解決了燒穿缺陷問題,提高了鋼管的焊接質(zhì)量。

大口徑厚壁直縫雙面埋弧焊鋼管

闡述了研制開發(fā)的中直徑直縫雙面埋弧焊鋼管coe機(jī)組的情況,介紹了該機(jī)組的工藝設(shè)計(jì)、裝備配置及coe機(jī)組的成形原理和焊接方法,并在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品價格優(yōu)勢、市場前景、經(jīng)濟(jì)效益等方面與其它成形方法進(jìn)行了對比和分析。

為了研究焊絲中的mn含量對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)會降低。同時力學(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,觀測發(fā)現(xiàn)有一個最佳值。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。對長度超過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,熱裂紋形成的可能性從0.005%減少到0.001%。

螺旋鋼管焊縫探傷專用系統(tǒng)可以劃分為超聲波探頭夾持及調(diào)整支架、激光焊縫自動跟蹤和超聲波探傷儀器3個子系統(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)總體水平與國外類似水平相當(dāng),其跟蹤的模糊算法屬于國際獨(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)到國外先進(jìn)國家的水平。