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输送用埋弧衡阳声测管的焊缝最大余高,在多个标准中都作了规定
1 焊缝余高大的负面影响
1.1焊趾处易形成应力腐蚀裂纹(SCC)
对接接头的应力集中主要是焊缝余高引起的。对接接头的焊缝,其焊趾处的应力最大。应力集中系数的大小取决于焊缝余高h、焊趾处夹角θ和转角半径r。焊缝余高h增加,则θ角增加,r值减小,会使应力集中系数增大。从图1还可得出埋弧衡阳声测管对接接头几何尺寸与应力集中系数KT的关系式为:
KT=σmax/σ0焊缝的余高愈大,应力集中程度愈严重,焊接接头的强度反而会降低。焊后削平余高,只要不低于母材,减少应力集中,有时反而可以提高焊接接头的强度。
焊缝的转角半径愈小,应力集中的程度则愈大;反之,应力集中的程度则愈小。因此,对埋弧焊缝的要求:一是余高要小;二是焊缝要圆滑过渡,使转角半径r值增大。
埋弧衡阳声测管的焊缝均为对接接头的焊缝,如果不控制好焊缝余高和转角半径,则焊趾处的应力就大,以致衡阳声测管在服役过程尤其是在腐蚀介质中,如H2S水溶液、海水、海洋大气等,易在焊趾处产生应力腐蚀裂纹。
衡阳声测管在成型和焊接过程中不可避免地会产生残余应力,因此管坯在成型、焊接后要消除残余应力。扩径可消除残余应力,但是残余应力很难完全消除,焊趾处的残余应力也就不可能消除。声测管 www.hblianye07.com为了预防在焊趾处产生应力腐蚀裂纹,这就需要控制好成型、焊接时的残余应力,尤其是焊趾处的残余应力。
国外油气输送钢管生产厂家对衡阳声测管残余应力都有内控标准。例如,日本NKK公司规定,UOE衡阳声测管内表面的残余压应力σr∧100 MPa;日本住友金属公司规定,UOE衡阳声测管内表面不允许存在残余拉应力,即σr∧0;加拿大Welland公司规定每班检查环切试样的张开位移量ΔL,要求ΔL∧20 mm。
在螺旋衡阳声测管的生产中,内焊缝往往出现“马鞍形”,即焊缝中间低注浆管www.zjg07.com,两边高,焊缝和母材基本上成直角,更谈不上圆滑过渡了,这种焊缝在焊趾处的应力集中度相当大。笔者在工作期间发现,已服役多年的螺旋衡阳声测管内焊缝的两边焊趾处腐蚀出很深的沟槽。因此,必须避免出现这种“马鞍形”焊缝,否则就会严重影响输送管道的服役年限。“马鞍形”焊缝的产生,主要是由于内焊缝焊头的位置处于下坡焊位置,焊速越大越严重。据文献介绍,国外螺旋衡阳声测管的内焊焊头处在上坡焊的位置,如图2所示。焊缝的形状随着前丝的偏中心位置L和前丝与后丝之间的间隙I的变化而改变,当L的取值范围为0～20 mm,I的取值范围为14～18 mm时可获得良好的焊缝形状,可减少或预防“马鞍形”焊缝的产生。L的调整还应随焊速的变化而改变。
除焊头位置外,焊剂也是影响焊缝形状的一个重要因素。国内螺旋衡阳声测管的内焊焊头大都处在下坡焊的位置。
