厚壁SAWH焊缝自动超声波检测对比试块的合理性研究

分析了目前西气东输三线用螺旋埋弧焊管(SAWH)焊缝自动超声波检测用对比试块的现状和存在问题,应用分区检测方法设计出满足检测使用的对比试块,并进行了对比分析。研究结果表明,设计的对比试块不但可以满足西三线中使用的SAWH焊缝自动超声波100%检测整个壁厚范围内(西三线使用钢管壁厚为18.4 mm和22 mm)的缺陷,而且可以满足自动超声波100%检测焊缝和热影响区一定宽度范围内(一般为壁厚30%,最大10 mm,最小5 mm)的缺陷,保证了焊缝自动超声波检测结果的准确性和可靠性。

SAWH钢管精焊驱动辊成型角零位校正系统的研制

指出螺旋缝埋弧焊管精焊工序驱动辊的成型角度存在零位飘移问题,为此研制了校正系统,介绍了该系统的硬件架构和软件设计,详细描述了实现成型角零位校正的PLC控制程序。经试运行表明:该系统性能可靠,对成型角的零位校正效果明显,操作简单,能提高焊接质量和自动化水平。

高强度小径壁比SAWH钢管结晶裂纹分析及控制措施

针对X70钢级、Ф813 mm×17.5 mm螺旋缝埋弧焊(SAWH)钢管生产过程中出现的结晶裂纹,根据其形成机理,并结合生产工艺特点,分析了结晶裂纹产生的原因。通过减少成型应力、控制成型稳定性、优化焊缝形貌、降低焊接热输入量等措施,有效减少了结晶裂纹出现的频次,为高强度、小径壁比SAWH钢管的生产积累了经验。

基于均匀磁化的SAWH焊管无级直流在线两点消磁法

简要介绍了SAWH焊管的消磁理论和国内常用的消磁方法,重点介绍了基于均匀磁化的SAWH焊管无级直流在线两点消磁法,即在SAWH焊管制造主机后桥设置第一消磁点,在X射线探伤室设置第二消磁点。采用该消磁法时,借助于X射线工业电视图像来精确判别、调整消磁磁场的大小,从而有效地对SAWH焊管进行消磁,防止剩磁的反弹,实现了以简单的设备和精细化的控制来获得较理想的消磁效果。

不同厂家X80大口径厚壁SAWH焊管的残余应力试验分析

通过切环试验和盲孔试验测试了不同生产厂生产的X80Ф1219 mm×22.0 mm螺旋埋弧焊(SAWH)钢管的残余应力。结果表明:不同厂家X80 SAWH焊管切环试验后的变形形式不同,B厂家管段变形形式为张开型,而H厂家为内插型。前者管段切环试验后的周向张开量、轴向及径向错位均较大,残余应力均值分别为148.7、170.6 MPa;而后者管段的周向张开量为负值,轴向及径向错位相对较小,残余应力均值分别为61.7、52.5 MPa,其残余应力水平较低。盲孔法测得B厂家SAWH焊管的外表面周向残余应力均值分别为132.1 MPa、142.6 MPa,内表面周向均值分别为-218.0 MPa、-208.8 MPa,其残余应力水平整体较H厂家焊管高。最后提出了X80钢级、规格Ф1219 mm×22.0 mm SAWH焊管残余应力的控制指标建议。

Φ3 040 mm超大直径SAWH钢管自动补焊装置的研制及应用

为了提高补焊作业效率,针对结构钢管及桩用超长、超大直径螺旋焊管的对头焊缝和螺旋焊缝缺陷,进行了Φ3 040 mm SAWH钢管自动补焊装置的研制和应用。自动补焊装置利用旋转辊旋转轨迹和焊枪平移轨迹合成螺旋焊缝运动轨迹的原理,实现了自动跟踪补焊功能。该装置主要由补焊台架、补焊机构与旋转辊3部分组成,焊接方式采用CO2气体保护焊。生产实践应用表明,自动补焊装置的应用使焊缝质量得到了优化,并且大幅提高了生产效率,降低了劳动成本。

小直径螺旋缝埋弧焊管焊缝修补装置设计和应用

针对小直径螺旋缝埋弧焊管焊缝缺陷修补时焊缝形貌和质量不理想,补焊一次通过率低等问题,设计了一套操作简单的小直径焊管补焊装置。介绍了该补焊装置的设计思路、主要结构和应用效果,以及补焊后焊缝的质量。该补焊装置采用熔化极活性气体保护电弧焊进行补焊,补焊后的内焊缝无焊瘤,无焊接飞溅问题,补焊一次通过率达95%。

超声相控阵自动检测技术在螺旋焊管生产中的应用

为了验证超声相控阵自动检测技术在螺旋焊管焊缝检测中的可靠性,采用WUT-2438型超声相控阵自动检测系统对螺旋焊管进行探伤检测。结果表明,对探头和楔块进行参数设置,采用一、二次扫描声线仿真模拟,超声波声束能实现整个焊缝区域的全部覆盖。采用X射线检测及超声相控阵自动检测两种方式对带有缺陷的样管进行测试对比,超声相控阵自动检测不仅检测灵敏度较高,而且检出效果更好。同时为进一步证实超声相控阵自动检测系统的可靠性,先后对不同壁厚的样管进行检测,在探伤速度为10 m/min时,样管人工缺陷能全部检出,使缺陷检出率及重复性得到有效验证。

螺旋缝焊管预焊缺陷对精焊质量的影响与控制

简述了螺旋缝焊管预精焊生产的工艺过程及特点;介绍了预焊生产过程中常见的气孔、夹渣、烧穿、错边、焊偏,以及成型缝间隙、直线度、椭圆度超标等缺陷;分析了预焊缺陷对精焊质量的影响。通过对影响预焊质量因素的分析,提出了提高预焊质量的控制措施。实践证明,该措施使螺旋缝焊管预焊质量得到大幅度的提升,从而很好地满足了精焊生产的需要。

X80钢大口径螺旋焊管的残余应力

采用盲孔法和切环法对不同成型参数的X80钢大口径螺旋焊管的残余应力进行了测试,并对其残余应力的水平、分布特点及产生的原因进行了分析。结果表明:X80钢大口径螺旋焊管残余应力表现形式复杂多样,其残余应力的分布及水平反映了螺旋焊管成型时成型参数的设置;其峰值残余应力均出现在焊缝区内表面;切环试验的内插变形是成型时压下量过大造成内表面的残余拉应力比外表面的残余拉应力大所致。

大口径高钢级螺旋埋弧焊管强度测试影响因素分析

针对西气东输二线用大口径高钢级螺旋埋弧焊管,采用两种试样进行拉伸试验。综合分析影响螺旋焊管强度测试的因素,如试样形式、试验方法等。研究结果表明:不同形式试样测定的螺旋焊管管体横向屈服强度值是包辛格效应、形变强化效应及组织等因素综合作用的结果;包辛格效应是影响其屈服强度测试结果的主要因素;测定屈服强度时采用的总伸长量应根据胀环试验测定的管体实际屈服强度值确定。

螺旋缝焊管预焊的焊接设备与工艺

介绍了螺旋缝焊管预精焊法生产中预焊技术的特点、预焊焊接设备与工艺。采用两台DC1000A进口电源、Ar+CO2+O2三元混合气体配比器、英国某公司开发的激光跟踪系统和机械科学研究院哈尔滨焊接研究所研制的陶瓷复合喷嘴可自身旋转清渣的大电流MAG空冷焊枪,结合大电流高速MAG焊接工艺进行预焊,对预焊后的试样进行焊缝成型和金相组织分析,并对精焊后试样的焊缝和热影响区进行冲击性能分析,得到了预期的结果,实现了螺旋缝焊管预焊焊接设备的国产化。

螺旋缝焊管带钢递送跑偏的原因及应对措施

结合生产现场实际情况,通过对递送机机构的分析,指出造成带钢递送跑偏的部分原因,包括递送辊偏磨、递送机传动系统的自重及递送压力作用等因素;提出相应的应对措施,从而有效防止带钢在递送过程中跑偏;建议在新建螺旋缝焊管机组时应考虑将递送机的主传动机构放在递送机两侧,增加递送前导板装置等设备,合理选用液压压下装置,提高设备的安装精度,以减小带钢递送跑偏的可能性。

X80钢级厚壁螺旋缝埋弧焊管导向弯曲不合格原因分析

针对X80钢级Φ1 219 mm×22 mm大直径厚壁螺旋缝焊管试制过程中连续出现的导向弯曲试验不合格问题,通过化学成分分析、力学性能试验、显微组织及开裂断口形貌观察等方法,对导向弯曲开裂原因进行了分析。结果表明:开裂钢管焊接接头热影响区存在明显软化;在断口上多处存在的夹渣和气孔等焊接缺陷诱发了断裂的裂纹源;弯曲塑性变形引起熔合线附近粗晶区中硬而脆的M/A岛与板条铁素体基体间的界面产生较大的应力集中,导致弯曲开裂。提出了有针对性的建议。

螺旋缝埋弧焊管预精焊工艺内焊三丝的应用

以螺旋缝埋弧焊管预精焊工艺为基础,进行了精焊内焊三丝焊接工艺的研究。介绍了精焊机组的内焊机械设备与控制系统。通过优化内焊三丝工艺的焊接电源参数和形位参数,实现了精焊内外焊五丝焊接。统计X80M钢级Φ1 016 mm×15.3 mm钢管的实际生产数据表明:采用内焊三丝工艺后螺旋缝埋弧焊管焊缝外观质量、内在质量及力学性能均优于双丝内焊焊缝。

螺旋缝焊管焊缝跟踪用精密三维滑台的设计

针对山东胜利钢管有限公司使用的焊缝跟踪机构或滑台存在的问题,研制出螺旋缝焊管焊接机构调整及焊缝跟踪用精密三维滑台。介绍了该滑台的主体结构、技术参数、安装方式及与焊头机构的连接方式及其优点。使用结果表明,该精密三维滑台运行良好,故障率低,较大地提高了螺旋缝焊管的焊接质量和焊接作业率,为焊接生产的正常进行提供了设备保障。

大直径厚壁螺旋缝埋弧焊管裂纹超声波探伤分析

介绍大直径厚壁螺旋缝埋弧焊管制造过程中裂纹产生原因、裂纹位置和取向特点,分析不同类型裂纹缺陷超声波检测回波特征。分析认为:厚壁螺旋缝焊管焊缝易出现结晶裂纹及应力撕裂裂纹缺陷。结晶裂纹作为一种在焊缝中分布较为规整的裂纹缺陷,在焊缝两侧超声波探伤采用奇偶次波对比就能准确定性;应力撕裂裂纹由于自身尺寸较小,需分析焊缝两侧一次波和二次波的超声波探伤波形,综合两侧缺陷探伤反射波幅才能准确对缺陷进行定位定量分析,因此对人员经验要求较高。

X80M钢级Φ1422 mm×21.4 mm螺旋缝埋弧焊管性能

分析X80M钢级Φ1422 mm×21.4 mm螺旋缝埋弧焊管的化学成分、力学性能、组织结构和几何尺寸;研究了壁厚对X80M钢级焊管热影响区硬度的影响.分析认为:X80M钢级Φ1422 mm×21.4 mm焊管的合金元素范围比Φ1219 mm×18.4 mm焊管明显缩窄,力学性能相比Q/SYGD 0503.2有较大的富余量,韧性良好,残余应力较低,管端几何尺寸控制良好,但热影响区存在一定程度的软化.后续应关注壁厚增加带来的大壁厚焊管热影响区软化和焊接接头低强匹配等问题.

X80级Φ1422 mm×21.4 mm大直径厚壁焊管的研发及性能研究

为了实现大直径厚壁焊管的国产化,宝鸡石油钢管有限责任公司联合太钢、首钢、沙钢等多家钢厂经过多轮单炉试制和多轮千吨级试制,成功开发出了国产X80级Φ1 422 mm×21.4 mm大直径厚壁螺旋/直缝埋弧焊管,并进行了多项性能检测。结果表明,螺旋焊管管体屈服强度574~681 MPa,抗拉强度653~759 MPa,-10℃冲击功平均值373 J;直缝焊管管体屈服强度564~627 MPa,抗拉强度641~694 MPa,-10℃冲击功平均值460 J;螺旋/直缝焊管-5℃下DWTT剪切面积平均值96%。各项性能指标均达到中俄东线X80级Φ1 422 mm×21.4 mm钢管的技术要求,说明我国已经具备了工业化批量生产大直径厚壁焊管的能力。

螺旋缝埋弧焊管外观质量缺欠的产生原因及应对措施

螺旋缝埋弧焊管的外观质量与其内在质量一样,是影响焊管整体质量的重要因素。分析了螺旋缝埋弧焊管外观质量缺欠的产生原因,包括成型缝"噘嘴",管体凹槽、压痕、压坑、划伤,焊缝外观质量欠佳等,提出了有效的预防、改善措施。