X80螺旋埋弧焊管對(duì)接環(huán)焊接頭失效裂紋分析

本文對(duì)近期生產(chǎn)的北京、河北等地方燃?xì)夤芫€用l290鋼級(jí)螺旋埋弧焊管焊縫及熱影響區(qū)夏比沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:隨著鋼管壁厚的增大,焊接熱輸入需隨之增大,焊縫夏比沖擊吸收功逐漸降低;熱影響區(qū)的夏比沖擊韌性整體較好,母材的夏比沖擊吸收功越高,熱影響區(qū)沖擊吸收功越高,二者之間的差值也越大。

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

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、較高的堆土以及焊縫缺陷造成。

hanguan 摘要：焊縫余高過高袁焊縫與母材過渡角過小會(huì)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(duì)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(hào)：te973文獻(xiàn)標(biāo)志碼：b文章編號(hào)：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

介紹了螺旋埋弧焊管焊接系統(tǒng)的組成及其控制原理,著重介紹了螺旋埋弧焊接系統(tǒng)弧壓的控制原理和不同的控制方式,并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際維護(hù)經(jīng)驗(yàn),指出了影響焊接系統(tǒng)弧壓波動(dòng)的三大主要因素:機(jī)械傳動(dòng)因素、電氣控制因素和電磁干擾因素。同時(shí),針對(duì)影響螺旋埋弧焊接系統(tǒng)弧壓波動(dòng)的三大主要因素進(jìn)行了分析,并提出了故障的處理方法。

文檔來源為: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)工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低，具有低成本運(yùn)行優(yōu)勢，在中大口徑低壓輸水、 熱力和打樁管等市場具有價(jià)格優(yōu)勢，但在壓力管道工程，尤其是燃?xì)夤芫€中應(yīng)用應(yīng)具有必要的硬 件配置，如無損檢測和理化檢驗(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，在我國西氣東輸?shù)扔蜌忾L輸管道工程中獲得了廣泛應(yīng)用，是我國油氣長輸管道工程采用的 主要管

介紹了螺旋埋弧焊管預(yù)精焊生產(chǎn)中預(yù)焊技術(shù)的特點(diǎn)及其焊接設(shè)備與焊接工藝。采用兩臺(tái)dc1000a進(jìn)口電源、ar+co2+o2三元混合氣體配比器、英國某公司開發(fā)的激光跟蹤系統(tǒng)和哈爾濱焊接研究所研制的陶瓷復(fù)合噴嘴可自身旋轉(zhuǎn)清渣的大電流mag空冷焊槍,結(jié)合大電流高速mag焊焊接工藝進(jìn)行預(yù)焊,對(duì)預(yù)焊后的試樣焊縫成形和金相組織進(jìn)行了分析,并對(duì)精焊后試樣的焊縫和熱影響區(qū)進(jìn)行了沖擊性能分析,得到了預(yù)期的結(jié)果。

簡要介紹了國內(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。

針對(duì)x80ф1219mm×18.4mm螺旋縫埋弧焊管外焊縫淺層出現(xiàn)的橫向裂紋,結(jié)合螺旋縫埋弧焊生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),分析了裂紋的產(chǎn)生主要是由于焊縫中心低熔點(diǎn)物質(zhì)和焊縫熔池拉應(yīng)力所致,并提出了幾點(diǎn)避免橫向裂紋產(chǎn)生的措施。

介紹了螺旋埋弧焊管內(nèi)焊三絲焊設(shè)備的構(gòu)成及性能,通過對(duì)設(shè)備關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)調(diào)試情況的分析,指出完善該裝置應(yīng)從加強(qiáng)機(jī)體剛性,增加焊頭位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),重視焊接幾何參數(shù)測量等方面著手解決。

介紹了國內(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程,簡述了其優(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)線天然氣管線工程的需要,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(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。

介紹了螺旋焊管內(nèi)焊跟蹤機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)組成及跟蹤原理,指出了該跟蹤裝置中微調(diào)機(jī)構(gòu)的操作要領(lǐng)及油缸的選擇方法。該裝置經(jīng)過現(xiàn)場使用表明,對(duì)于一般工程用焊管或管線鋼管,機(jī)械式內(nèi)焊跟蹤就能滿足需要,且操作簡單,易維修。

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。

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。

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。

依據(jù)英國bs7448斷裂韌性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)x80級(jí)海洋隔水管埋弧焊接頭進(jìn)行了低溫ctod(裂紋尖端張開位移)試驗(yàn)研究,測試了x80級(jí)533mm×25.4mm海洋隔水管對(duì)焊接頭在0℃下焊縫中心和熱影響區(qū)的ctod斷裂韌性。試驗(yàn)結(jié)果表明:0℃下焊接熱影響區(qū)的ctod值大于焊縫中心,即焊接熱影響區(qū)的低溫?cái)嗔秧g性好于焊縫中心;0℃下對(duì)焊接頭焊縫中心和熱影響區(qū)的試樣中超過半數(shù)在啟裂時(shí)就發(fā)生失穩(wěn)斷裂,焊縫中心試樣失穩(wěn)斷裂的比例更大,失穩(wěn)現(xiàn)象與裂紋擴(kuò)展方向上存在的脆性區(qū)域有關(guān),脆性區(qū)域越大失穩(wěn)現(xiàn)象越顯著。

模擬內(nèi)外防腐的溫度條件,研究了不同加熱溫度對(duì)x80級(jí)φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊接鋼管拉伸性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,模擬內(nèi)外防腐的時(shí)效試驗(yàn)得到的屈服強(qiáng)度升高,而抗拉強(qiáng)度基本上無明顯變化。模擬試驗(yàn)揭示了應(yīng)變時(shí)效的規(guī)律,對(duì)于防腐工藝的制定和執(zhí)行有借鑒意義。

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(duì)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。

研究了國產(chǎn)x100鋼級(jí)φ1016mm×15.3mm螺旋縫埋弧焊管采用不同的試樣類型以及在線模擬防腐加熱試驗(yàn)對(duì)鋼管拉伸性能的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),x100鋼級(jí)板狀試樣與圓棒試樣拉伸性能的差異沒有明顯的規(guī)律性,在線的涂敷加熱試驗(yàn)溫度對(duì)此種焊管拉伸性能的影響比較有限。

x120鋼級(jí)管線管是目前國際上研發(fā)的最高鋼級(jí)的管線管。介紹了渤海裝備公司華油鋼管有限公司研制開發(fā)x120鋼級(jí)螺旋縫埋弧焊管的結(jié)果。通過金相組織分析及各項(xiàng)試驗(yàn)表明,所研制鋼管的性能滿足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。

日前,由寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司自主研發(fā)的x100鋼級(jí)螺旋埋弧焊接鋼管用焊絲,順利通過了生產(chǎn)試驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這標(biāo)志著我國已有效解決了超高強(qiáng)度管線鋼生產(chǎn)中等強(qiáng)匹配的難題。