焊接論文螺旋縫埋弧焊管補(bǔ)焊工藝

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2016-12-24 15:18

本文摘要：在手工補(bǔ)焊工藝評定過程中執(zhí)行不同的評定標(biāo)準(zhǔn)，焊縫焊接條件、取樣方向及驗收合格指標(biāo)存在差異。按照ASMEⅨ2013或NB/T470142011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的手工補(bǔ)焊工藝評定，在滿足按GB/T97112011標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)焊管的焊接工藝規(guī)程編制指導(dǎo)上，符合性有差異。建議在手工補(bǔ)焊焊接工

　　在手工補(bǔ)焊工藝評定過程中執(zhí)行不同的評定標(biāo)準(zhǔn)，焊縫焊接條件、取樣方向及驗收合格指標(biāo)存在差異。按照ASMEⅨ—2013或NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的手工補(bǔ)焊工藝評定，在滿足按GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)焊管的焊接工藝規(guī)程編制指導(dǎo)上，符合性有差異。建議在手工補(bǔ)焊焊接工藝評定過程中應(yīng)考慮以下的技術(shù)要求。

　　《焊管》始終堅持“為我國社會主義現(xiàn)代化服務(wù)，為我國石油工業(yè)的發(fā)展服務(wù)，為我國焊管行業(yè)科技進(jìn)步服務(wù)”的辦刊宗旨，以其科學(xué)性、系統(tǒng)性、針對性、先導(dǎo)性、實用性、創(chuàng)新性和可讀性為辦刊特色，重點報道國內(nèi)、外焊管工業(yè)的生產(chǎn)、科研、設(shè)計、裝備和應(yīng)用等方面的科技成果和信息，以及我國焊管生產(chǎn)的新材料、新工藝、新設(shè)備、新產(chǎn)品等多方面內(nèi)容。讀者遍及石油、冶金、機(jī)械、輕工、建筑等多個行業(yè)領(lǐng)域。

　　提出了3種螺旋縫埋弧焊管焊接補(bǔ)焊工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D、ASMEⅨ—2013和NB/T47014—2011;從補(bǔ)焊評定焊縫焊接條件、焊縫力學(xué)性能取樣方向及驗收標(biāo)準(zhǔn)等方面，分析其差異性;并給出了具體的補(bǔ)焊焊接取樣方法及力學(xué)性能驗收標(biāo)準(zhǔn)。

　　關(guān)鍵詞：

　　螺旋縫埋弧焊管;手工補(bǔ)焊;工藝評定;力學(xué)性能試驗

　　螺旋縫埋弧焊管在連續(xù)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常因各種因素造成焊縫存在內(nèi)在及外觀的焊接缺陷。檢驗不合格的焊縫按產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)要求可以進(jìn)行手工補(bǔ)焊返修處理，補(bǔ)焊普遍采用手工電弧焊方法[1-2]。這就要求手工補(bǔ)焊工藝評定的焊接試樣制備及焊縫力學(xué)性能檢驗在符合評定標(biāo)準(zhǔn)的同時，也能有效滿足焊管制造過程中的焊接工藝及焊接質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　1補(bǔ)焊工藝評定標(biāo)準(zhǔn)選擇

　　GB/T9711—2011《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定了補(bǔ)焊工藝評定的力學(xué)性能檢驗要求，同時提出可用ASMEⅨ—2013《焊接、釬接和粘接評定》規(guī)定的工藝評定力學(xué)性能試驗代替附錄D[3]。另外，國內(nèi)承壓設(shè)備補(bǔ)焊工藝評定普遍采用NB/T47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》標(biāo)準(zhǔn)[4-6]，NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)參照ASMEⅨ—2013標(biāo)準(zhǔn)編制，該標(biāo)準(zhǔn)將壓力管道納入適用范圍，同時在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性引用文件中將GB/T9711—2011鋼管生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)作為引用標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)承壓設(shè)備類別要求，螺旋縫埋弧焊管的手工補(bǔ)焊工藝評定可以按NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。國內(nèi)焊管生產(chǎn)企業(yè)在手工補(bǔ)焊工藝評定中很少采用NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)，普遍采用GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D補(bǔ)焊工藝或ASMEⅨ—2013標(biāo)準(zhǔn)作為工藝評定的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D與ASMEⅨ—2013或NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)要求的螺旋縫埋弧焊管補(bǔ)焊工藝評定，在評定試驗焊縫焊接條件、焊縫力學(xué)性能取樣方向及驗收標(biāo)準(zhǔn)的同一性上存在差異，現(xiàn)對差異進(jìn)行分析比較。

　　2補(bǔ)焊評定焊縫焊接條件分析

　　GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定：補(bǔ)焊工藝評定的試驗焊縫可在鋼帶、鋼板或鋼管上進(jìn)行，上述3種焊縫焊接條件存在區(qū)別。在鋼帶或鋼板上焊接取樣時，鋼帶或鋼板沒有經(jīng)過任何變形，若沒有特殊要求，焊縫焊接方向一般為垂直于鋼板軋制方向;在鋼管上焊接取樣時，鋼帶或鋼板經(jīng)過彎曲變形，焊縫焊接方向為平行于鋼板軋制方向。兩種焊接的焊縫取樣方向相對于鋼板軋制方向有橫向及縱向區(qū)分，而橫向樣與縱向樣的力學(xué)性能存在差異，影響焊縫力學(xué)性能的檢驗數(shù)值[7-10]。為更好地符合焊管實際生產(chǎn)的工藝特點，用于補(bǔ)焊工藝評定的試驗焊縫在鋼管上取樣比在鋼帶或鋼板上取樣更具有代表性，與實際生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品焊縫焊接條件一致。

　　3焊縫力學(xué)性能檢驗標(biāo)準(zhǔn)分析

　　GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D、ASMEⅨ—2013和NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接工藝評定力學(xué)性能檢驗項目相同，為拉伸、彎曲和沖擊試驗;但執(zhí)行不同評定標(biāo)準(zhǔn)的焊接取樣，在力學(xué)性能檢驗時存在差異，影響評定結(jié)果。

　　3.1橫向拉伸試驗

　　GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定橫向拉伸試驗補(bǔ)焊焊縫位于試樣長度的中心，補(bǔ)焊評定焊縫在焊管焊縫上進(jìn)行，沒有明確是單面補(bǔ)焊還是雙面補(bǔ)焊。如理解為在原焊管焊縫上進(jìn)行單面凹槽補(bǔ)焊，但標(biāo)準(zhǔn)對補(bǔ)焊的深度及在焊縫的正面還是反面補(bǔ)焊沒有明確規(guī)定，同時在焊管實際生產(chǎn)中存在焊縫燒穿缺陷需要進(jìn)行雙面全焊透的補(bǔ)焊情況，這樣與單面補(bǔ)焊的工藝評定又有區(qū)別。按照NB/T47014—2011或ASMEⅨ—2013工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)焊評定焊縫通常是在鋼板上進(jìn)行雙面焊接的焊縫。在鋼帶或鋼板上進(jìn)行焊接取樣，與在鋼管上進(jìn)行焊接取樣存在區(qū)別。在鋼帶或鋼板上焊接取樣，材料沒有變形，力學(xué)性能沒有變化;在鋼管上取樣，因鋼板材料經(jīng)過彎曲變形，受包晶格效應(yīng)的影響，原材料力學(xué)性能會發(fā)生變化[11-13]。NB/T47014—2011與ASMEⅨ—2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：拉伸試驗合格指標(biāo)為不低于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度的最小值，焊接接頭拉伸體現(xiàn)在板材縱向方向上。GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定：焊縫拉伸試驗抗拉強(qiáng)度至少等于相應(yīng)焊管等級的規(guī)定最小抗拉強(qiáng)度，焊接接頭拉伸體現(xiàn)在板材橫向方向上。上述抗拉強(qiáng)度驗收標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值要求一致，但焊縫體現(xiàn)在板材軋制方向上有區(qū)別，取樣條件的不同將影響補(bǔ)焊工藝評定的焊縫拉伸試驗數(shù)值[14]。

　　3.2橫向?qū)驈澢囼?/p>

　　按照ASMEⅨ—2013或NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行彎曲試驗，焊縫應(yīng)為雙面全焊透試樣，焊縫彎曲分為正彎和反彎，彎曲試驗的彎模尺寸為4t(t為板厚或管材壁厚)，檢驗焊縫受拉方向為板材縱向焊接的焊縫。按照GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定的橫向?qū)驈澢囼�，焊縫熔敷于原自動焊焊縫的凹槽內(nèi)，但沒有規(guī)定熔敷于原有焊縫的正面還是反面，而對于螺旋焊縫的正彎或反彎試驗，焊管成型存在正彎或反彎試驗合格概率不一樣的問題。另外，GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定評定彎曲試驗的彎模尺寸與產(chǎn)品焊縫取樣的彎模尺寸計算方法也不一致。以Φ610mm×7.9mm螺旋縫埋弧焊管為例，說明不同評定標(biāo)準(zhǔn)的彎模尺寸，具體見表1。從表1可以得出，相同鋼級、管徑和壁厚的焊管采用不同的評定標(biāo)準(zhǔn)，彎模直徑不一致。GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品焊縫彎模尺寸按照公式計算，與焊管的鋼級、管徑和壁厚有關(guān);GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D規(guī)定試驗焊縫彎模尺寸與焊管的鋼級有關(guān);NB/T47014—2011和ASMEⅨ—2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗焊縫彎模尺寸與焊管的壁厚有關(guān)。同時按照GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的工藝評定，彎曲試驗焊縫是在經(jīng)過板卷變形成型后的焊管上進(jìn)行取樣，焊縫彎曲試驗結(jié)果受焊管成型質(zhì)量的變化影響很大[15-16];按照ASMEⅨ—2013或NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊縫彎曲試驗結(jié)果不受鋼板變形影響。通過上述比較分析，同一鋼級、管徑和壁厚的焊管補(bǔ)焊工藝評定采用不同的評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行彎曲試驗，彎模尺寸差別較大，檢驗的合格幾率不一致。從彎模尺寸數(shù)值分析比較，按照ASMEⅨ—2013或NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的焊接工藝評定彎曲試驗，檢驗要求相對嚴(yán)格。

　　3.3沖擊試驗

　　按照GB/T9711—2011附錄D標(biāo)準(zhǔn)，沖擊試驗取樣在焊管補(bǔ)焊焊縫的區(qū)域里，取樣應(yīng)盡可能接近焊管的外表面，試樣在未壓平的焊縫上截取;按照ASMEⅨ—2013和NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)，沖擊試驗在鋼板上焊接取樣，焊縫不存在壓平，焊縫是否存在壓平將影響檢驗結(jié)果。3個評定標(biāo)準(zhǔn)均要求焊縫及熱影響區(qū)取樣，取樣位置均靠近焊縫的外表面，但合格指標(biāo)數(shù)值驗收最低值有區(qū)別，不同標(biāo)準(zhǔn)沖擊試驗合格指標(biāo)見表2。由表2分析得出，GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品焊縫及附錄D補(bǔ)焊工藝焊縫的沖擊功驗收合格指標(biāo)與焊管管徑、鋼級有關(guān)。NB/T47014—2011標(biāo)準(zhǔn)沖擊功驗收合格指標(biāo)與母材的抗拉強(qiáng)度值范圍有關(guān)，且要符合設(shè)計文件要求。ASMEⅨ—2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊功驗收合格指標(biāo)應(yīng)符合指定做沖擊試驗的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，即滿足產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范要求。通過對上述不同工藝評定標(biāo)準(zhǔn)中焊縫沖擊功驗收合格數(shù)值的比較分析，選擇不同的評定標(biāo)準(zhǔn)，合格指標(biāo)存在差異。

　　4結(jié)論

　　(1)評定試驗焊縫應(yīng)選擇在焊管上進(jìn)行補(bǔ)焊取樣，這樣可以保證評定焊縫的焊接及取樣條件與產(chǎn)品焊縫焊接條件相符，避免在鋼帶或鋼板上焊接取樣時存在鋼板沒有變形的不等同條件。

　　(2)補(bǔ)焊焊縫可以在焊管焊縫上進(jìn)行單面凹槽補(bǔ)焊，也可以在焊管焊縫上進(jìn)行雙面補(bǔ)焊。建議采用雙面手工補(bǔ)焊方法進(jìn)行工藝評定，這樣可以保證與焊縫存在燒穿缺陷需要進(jìn)行雙面返修補(bǔ)焊條件相符，同時可以保證力學(xué)性能檢驗的結(jié)果不受單面補(bǔ)焊過程中原有自動焊焊縫的力學(xué)性能影響。

　　(3)補(bǔ)焊焊縫沒有明確規(guī)定是在焊管焊縫的內(nèi)表面上或外表面上，而內(nèi)、外焊縫成型及焊接條件又有差異，進(jìn)行雙面補(bǔ)焊的工藝評定避免了當(dāng)單面焊接時，選擇在內(nèi)焊縫或是外焊縫補(bǔ)焊的不同條件對試驗結(jié)果的影響。

　　(4)為保證補(bǔ)焊焊縫的力學(xué)性能與原有的自動焊焊縫力學(xué)性能檢驗結(jié)果一致，建議補(bǔ)焊工藝評定按照GB/T9711—2011標(biāo)準(zhǔn)附錄D中的第2條進(jìn)行力學(xué)性能檢驗及驗收，確保與產(chǎn)品焊縫檢驗合格標(biāo)準(zhǔn)相符。