HFW焊管焊缝冲击韧性影响因素分析及改进措施

HFW焊管生产已成为一种成熟的制管技术,无论是陆地还是海洋用管,HFW焊管在油井管、油气输送管方面都得到了较为普遍的使用。随着输送压力的提高,对HFW钢管焊接质量提出了更高的要求,冲击韧性是衡量焊接质量至关重要的指标之一。结合某钢管厂HFW焊管生产实践,通过冲击试验和断口组织来分析HFW焊管焊缝冲击韧性的影响因素,并就如何提高焊缝处冲击韧性提出一些改进措施。     

HFW焊管焊接质量的影响因素分析及应对措施

原材料、成型工艺、高频焊接工艺和热处理工艺是影响HFW焊管焊缝质量的主要因素.通过对HFW焊管原材料的化学成分、夹杂物及带状组织的分析,以明确原材料的采购方案;进一步从焊管的成型工艺、高频焊接工艺、热处理工艺的优化方面进行了详细的分析,指出HFW焊管焊缝的质量是多重因素作用的结果,只有将以上各种因素进行全面、严格的控制...     

HFW焊管无缝化及实现

对比了HFW焊管和无缝管的性能差异,提出HFW焊管无缝化的概念,包括几何无缝化和物理无缝化两个方面.介绍了HFW的焊接机理及焊缝特点,以及实现HFW焊管无缝化的3种物理处理方式,即焊缝在线热处理,焊管整体热张力减径和焊管整体热处理.比较分析了这3种物理处理方式的生产工艺、关键装备及其无缝化效果.     

凸台焊接对HFW焊管性能的影响

为解决阀门、仪表和法兰等安装过程中凸台焊机位置不当对HFW焊管整体性能影响的问题,研究了凸台直接焊接对HFW焊管原始残余应力、微观组织的影响。研究表明,HFW电阻焊管上整体残余应力值较小,直焊缝区域残余应力值低于管体区域;凸台焊接后,交叉焊缝附近直焊缝上的轴向和管体上环向残余应力值陡增了2.5和3.8倍,分别为444 MPa和433 MPa;凸台焊接对HFW焊管上表面的侵入宽度为15.167 mm,厚度为3.376 mm,侵入区域出现了链状贝氏体。综上所述,建议在凸台焊接时采用较小的焊接热输入。     

HFW焊管焊缝熔合线宽度的控制

为了合理地控制HFW焊管焊缝熔合线的宽度,提高焊管产品的焊接质量,以某规格3个钢级（B/X52/X60）高频焊管为例,按照API SPEC 5L及GB/T 9711的相关要求对焊缝性能进行了检测,分析了焊管母材化学成分对焊缝熔合线宽度及产品性能的影响。结果表明,HFW焊缝熔合线宽度随管线钢含C量下降而减小;对于焊接管线管,中部熔合线尺寸fn=0.02～0.08 mm,f0 /fn=1.9～2.3,有利于预防加热不充分导致的不良焊接,也利于氧化物正常排出,从而保证HFW焊管产品的质量。     

HFW焊管制管各工序质量控制

HFW焊管具有生产效率高、制造成本低、尺寸形状精度高、外型美观等优点,近5年在焊管行业得到了迅速发展。目前国内建设的HFW焊管机组虽然较多、产能较大,但还存在产品质量不稳定、发展不平衡等问题。结合宝钢HFW焊管生产的实践经验,从可能引起钢管质量问题的焊管段和精整段各工序,如原料准备、成型工艺、焊接控制、焊缝热处理、理化检验等环节进行了分析,提出了各工序对应的质量控制措施,以确保HFW焊管最终的产品质量。     

HFW焊管焊接质量主要影响因素分析

从原料、管坯边缘状况和焊接工艺3方面系统地分析了影响HFW焊管焊接质量的主要因素,指出焊接速度、焊接功率、V形角、挤压量等焊接工艺参数之间的相互影响关系。通过实例分析了焊接缺陷的形成原因,给出了提高焊管产品质量的办法,同时阐明了焊缝金属流线分析和化学成分分析对现场产生的重要指导意义。另外指出,阻抗器位置和感应线圈到焊接点的距离对焊管焊接质量也有一定的影响。     

小直径HFW焊管内毛刺清除装置及故障处理

简述了内毛刺清除刀杆优缺点,介绍了小直径HFW焊管内毛刺清除刀杆装置的构成及作用。重点分析了小直径HFW焊管生产过程中装置使用及内毛刺清除经常会发生的问题,例如焊接速度慢、焊缝集焊瘤、崩刀、内毛刺残余高度超标、内毛刺刮削呈鱼鳞形状或螺旋状、内毛刺刮偏等常见问题,并根据实际情况对原有设备进行了改进,并提出一些解决措施,以便于国内小直径HFW焊管厂家在实际生产过程中做参考。     

精密泵筒用HFW钢管的研制与应用

简述了精密泵筒用HFW钢管的研制过程及应用情况,提出了制管用原材料的化学成分、力学性能和金相组织要求,指出了精密泵筒用HFW钢管制造工艺的特点。通过严格控制原材料性能,合理设计成型过程各个机架的变形量,以达到变形均匀,选择合适的生产线速度,调整焊接功率适当,适当加大挤压力,确保了焊接质量。严格控制焊后热处理温度,使焊缝加热至正火区的同时又不能过热。对该种钢管的各项性能指标分析表明,采用HFW钢管作为坯管来生产精密钢管具备技术先进性和可行性。     

HFW焊管生产中常见问题及其预防措施

为了提高HFW焊管的产品质量和生产效率,对HFW焊管生产过程中常见的钢带边缘鼓包、钢管表面划伤、焊缝错边以及钢带跑偏等问题进行了分析,找出了问题产生的原因,给出了相应预防措施。实际生产效果表明,通过控制原料尺寸、设计合理的轧辊孔型及工艺参数、准确的轧辊位置安装及润滑液的合理使用等系列措施,可以解决钢带边缘鼓包、钢管表面划伤、焊缝错边以及钢带跑偏等问题,进而有效提高HFW焊管的产品质量和生产效率。     

影响高频直缝焊管工艺要素的分析

对影响高频焊管产品质量和焊接效率的几个关键工艺参数,如焊接热输入量、焊接压力、焊接速度、开口角大小,感应圈的位置与大小、阻抗器的位置等特性进行了分析。结果表明,合理控制焊接热输入量,挤压量一般控制在2.5~3 mm,焊接V角控制在4°～5°,感应圈宽度为钢管外径的1～1.5 D,感应圈距离挤压辊中心在1～1.2 D,并在机组能力以及焊接设备所允许的条件下尽可能的以较高的焊接速度生产,才能获得较高的焊缝质量,提高焊接效率。     

HFW厚壁钢管生产线对头焊接设备的改造

为了解决HFW厚壁钢管生产过程中卷板对头焊接处容易出现开裂断开的问题,分析了HFW钢管生产线剪切对焊的要求,以及CO2气体保护焊在卷板对头焊中的应用现状,采用双丝埋弧焊接工艺对HFW钢管生产线对头焊接设备进行了改造。结果表明,改造后的焊接设备完成一个对头焊的时间减少了约20 min,焊缝抗拉强度达到600 MPa,弯曲至180°焊缝无明显开裂。改造后设备的焊接效率和焊接质量得到提高,能够满足厚壁高钢级HFW钢管的生产要求。     

高强度管线钢焊接接头不同缺口位置的断裂韧性研究

采用夏比冲击试验,研究了X65级高频焊管、X80和X100级埋弧焊管焊接接头不同缺口位置的断裂韧性,用扫描电镜和金相方法分析了冲击试样断口特征和微观组织。结果表明,高钢级管线钢高频焊接焊缝处的断裂韧性最低,其冲击功大小与热处理工艺密切相关;而埋弧焊接热影响区断裂韧性在熔合线处最低,其主要原因是此处的组织为粗大的粒状贝氏体,而且强度越高焊接热循环对管线钢的作用越强,在熔合线附近更容易产生粗大组织,使断裂韧性降低。讨论了油气输送管道用钢管标准和技术条件对焊缝和热影响区冲击试样缺口位置的规定。     

马氏体不锈钢HFW管线管的开发

研究开发了一种具有良好可焊性和抗湿CO2腐蚀的马氏体不锈钢合金及HFW焊管。通过合金成分优化设计、金相组织观察、力学性能试验、钢管外观尺寸及防腐性能试验,所开发的钢管外观尺寸、母材和焊缝的力学性能及金相组织等满足设计目标要求,与传统马氏体不锈钢管相比,具有更精确的外观尺寸。试验结果表明,新型可焊接马氏体不锈钢可以生产薄壁高精度管线管,可以用气体保护技术进行HFW焊接;HFW钢管不需焊前预热和焊后热处理,管体及焊缝所有性能满足油气井湿CO2腐蚀的服役环境。     

输电线路钢管塔用Q460E直缝高频焊钢管生产工艺研究

对输电线路铜管塔使用Q460E直缝高频焊焊接钢管的生产工艺中所存在的成型挤压量、焊接参数和焊后热处理工艺进行了试验研究。结果表明,焊后热处理和挤压量对钢管的焊缝组织和性能影响较大。通过对钢板挤压量及开口角度进行控制,同时把握好焊后模拟正火温度、空冷时间、水冷时间等工艺数据,将对获得良好的焊缝组织,提高焊缝冲击功有重要的帮助。通过对焊接参数及焊后模拟正火温度等参数的研究,得到了完整的生产工艺参数。     

中频压辊装置的改进设计及应用

在HFW焊管制造过程中,为了避免中频加热时磁力作用导致的钢管管体抖动,减少启动生产线到中频稳定输出之间的调整时间,提高生产效率,对现有压辊装置进行了改进,设计了一种框式压辊装置。该装置可安装在两中频机架之间,并可以根据钢管不同规格进行上下调节。实际使用结果表明,该中频压辊装置适合Φ219～Φ610 mm所有规格HFW焊管的生产,可有效对中频区域的钢管进行限位,既提高了效率,又保证了焊缝质量。