焊接热影响区的组织大致可分为两类:不易淬火钢组织和易淬火钢组织。不易淬火钢组织变化后形成熔合区、粗晶区、重结晶区、不完全冲结晶区和时效脆化区;易淬火钢组织转变后形成崔获取、不完全淬火区和回火区。
管线钢属于不易淬火钢,焊接后热影响区的熔合区和粗晶区对母材性能损伤较大,易形成脆化,其损伤程度取决于母材的合金系统、焊前母材的原始组织状态和焊接规范参数等。对于低于X65钢级的管线钢,在线能量偏低时除产生铁素体和珠光体外,还易产生马氏体(M)、上贝氏体(Bu)和粒状贝氏体(Bg);在线能量偏高时,粗晶区除易产生铁素体和珠光体外,还易产生共析铁素体和魏氏组织。一般认为,上贝氏体、先共析铁素体和魏氏组织是造成脆化现象的有害组织。对于X70以上钢级的针状铁素体管线钢,粗晶区的组织主要为贝氏体(板条贝氏体和粒状贝氏体)、块状铁素体和先共析铁素体。在板条或块状铁素体间或块状铁素体的基体上存有MA岛。造成这种钢粗晶区韧性降低的主要因素是:
(1)MA组成物的相对量、尺寸和形态。Ma越多、尺寸过粗或过长,以及分布不均匀等使脆化现象严重。
(2)有效晶粒尺寸或者说母材的晶粒长大倾向。随着线能量的加大,不仅原奥氏体晶粒尺寸增大,而且二次结晶组织变粗、变大。板条铁素体的减少以及块状铁素体的增多成为粗晶区脆化的主要原因之一
生产方法 | 基 本 工 序 | ||
穿 孔 | 轧管 | ||
热 轧 法 | 在自动轧管机组上 轧制 | 圆管坯在二辊式穿孔机 上穿孔 | 在带回送辊的二辊式轧 管机上带短顶头轧制 |
在周期轧管机组上 轧制 | 圆钢锭或管坯在二辊式 穿孔机上穿孔; 方形或多角形钢锭在水 压机上穿孔 | 在带变断面孔型的周期 轧管机上带长芯棒轧制 | |
在连续式轧管机组 上轧制 | 圆管坯在三辊或二辊式 穿孔机上穿孔; 连铸方坯或方钢锭在二 辊式压力穿孔机上穿孔 | 在7~9架连轧管机上长 芯棒轧制; 附带张力减径机 | |
在三辊轧管机组上 轧制 | 圆管坯在二辊式穿孔机 上穿孔; 连铸坯在三辊式穿孔机 上穿孔 | 在三辊式斜轧机上带长 芯棒轧制 | |
在延伸轧管机组上 轧制 | 在二辊式穿孔机上穿孔 | 在带圆盘形拉力导辊的 二辊斜轧机上带长芯棒 轧制 | |
在行星式轧管机组 上轧制 | 采用铸造空心管坯 | 在行星式轧管机上轧制 |
生产方法 | 基 本 工 序 | ||
穿 孔 | 轧管 | ||
顶管法 | 在水压机上冲成杯形毛 管 | 在顶管机上顶制 | |
挤压法 | 管坯加热后在挤压机上 挤压成型 | 可继续轧制或拔制 | |
冷轧法 | 用热轧管料在冷轧管机 上轧制 | ||
冷拔法 | 用热轧或冷轧管料在冷 拔机上拔制 | ||
炉 焊 | 链式炉焊 | 加热的管坯通过焊管模 成型 | 成型同时焊接 |
连续炉焊 | 加热的管坯在辊式成型 焊接机上弯曲成型 | 成型同时焊接 | |
电 焊 | 电阻焊 | 在辊式成型机上连续弯 曲成型 | 在电阻焊管机上焊接 |
电弧焊 | 在压力机上压制成型或 在辊式弯曲机上卷曲成 型(直缝),在成型机上连 续弯曲成型(螺旋缝) | 在埋弧自动焊管机上焊 接 | |
电感焊 | 在辊式成型机上连续弯 曲成型 | 在电感焊管机上焊接 |
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1 化学成分分析
可以采用仪器分析法和化学分析法。用于化学分析的试样分熔炼试样、锭钻屑试样、管材试样。熔炼试样一般采用仪器分析法、管材成品试样采用化学分析法和一起分析法。
常用的化学分析仪器主要是:红外碳硫仪、直读光谱仪、X射线荧光光谱仪等。
2 尺寸及外形检测
检查内容主要包括:壁厚、外径、长度、弯曲度、椭圆度、端口坡度及钝边角度和异形钢管横截面形状等。
3 表面质量检测
人工肉眼检查和无损探伤检查。无损检测的方法有很多,如:超声波探伤、涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤、电磁超声波探伤和渗透探伤等。每种方法各有优缺点。
适合检测钢管表面或者近表面:涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤、渗透探伤。其中渗透探伤仅限于钢管表面开口缺陷的检查;磁粉探伤、漏磁探伤、涡流探伤仅仅限于铁磁性材料检查。涡流探伤对点状缺陷比较敏感,其他探伤对裂纹敏感。而超声波探伤对对钢管表面检测反应比较迅速,对钢管内部定性分析尚存在一定的困难,并且超声波检查还受到钢管的形状和晶粒度的限制。
4 化学性能检测
常温或者一定温度下的力学性能实验(拉伸实验、韧性实验、硬度试验),液压试验以及腐蚀试验(晶间腐蚀试验、抗氢开裂实验-HIC、抗硫化物应力开裂实验-SSCC)。
5 钢管工艺性能试验
包括压扁实验、环拉实验、扩口和卷边实验、弯曲实验。
6 金相分析
包括低倍和高倍检查。
7 石油专用管螺纹参数检测
包括接箍纹检测、管体螺纹检测以及管体与接箍拧紧后的检测