主要闡述了控制輸送用埋弧焊直縫鋼管內(nèi)、外焊縫余高的重要性。焊縫的余高大,則焊縫的應(yīng)力集中系數(shù)大,容易形成應(yīng)力腐蝕裂紋。外焊縫余高大,不利于防腐;內(nèi)焊縫余高大,將會增加輸送介質(zhì)的能源損失等。
埋弧焊直縫鋼管對焊接質(zhì)量的評價, 先是看內(nèi)、外焊縫的余高及其形狀控制得好不好,焊縫流線是否規(guī)整。焊縫余高大且不是圓滑過渡過,則焊縫焊趾部位的應(yīng)力集大系數(shù)大,對抗SCC不利。此外,外焊縫余高大,會給管子的陳記腐作業(yè)增加難道,成本增高;內(nèi)焊的余高大,則對管道輸送介質(zhì)的摩擦阻力大,管輸耗能也就大。因此,在生產(chǎn)埋弧焊管時,必須控制內(nèi)、外焊縫的余高。API 5L 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的焊縫余高只是 低標(biāo)準(zhǔn),而油氣輸送管線和海洋用管均將焊縫余高控制在2.5mm以下。
輸送用埋弧焊直縫鋼管的焊縫 大余高,在多個標(biāo)準(zhǔn)中都作了規(guī)定。
1 焊縫余高大的負(fù)面影響
1.1 焊趾處易開成應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)
對接接頭的應(yīng)力集中主要是焊縫余高引起的。焊縫的余高愈嚴(yán)重,焊接接頭的強(qiáng)度反而會降低。焊后削平余高,只要不低于母材,減少應(yīng)力集中,有時反而可以提高焊接接頭的強(qiáng)度。
焊縫的轉(zhuǎn)角半徑愈小,應(yīng)力集中的程度則愈大;反之,應(yīng)力集中的程度則愈小。因此,對埋弧焊焊縫的要求:一是余高要小;二是焊縫要圓滑過度,使轉(zhuǎn)象半徑R值增大。
埋弧焊直縫鋼管的焊縫均為對接接頭的焊縫,如果不控制好焊縫余高和轉(zhuǎn)角半徑,則焊趾處的應(yīng)力就大,以致焊管在服役這程尤其是在腐蝕介質(zhì)中,易在焊趾處產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。
焊縫在成型和焊接過程中不可避免地會產(chǎn)生殘余應(yīng)力,因此管坯在成型、焊接后要消除殘余應(yīng)力。擴(kuò)徑可消除殘余應(yīng)力,但是殘余應(yīng)力很難完全消除,焊趾處的殘余應(yīng)力也就不可能消除。為了預(yù)防在焊趾處產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋,這就需要控制好成型、焊接時的殘余應(yīng)力,尤其是焊趾處的殘余應(yīng)力。
1.2 外焊縫余高大不利于防腐
在防腐作業(yè)時如采用環(huán)氧樹脂玻璃布進(jìn)行防腐,外焊縫余高大,將使焊趾處不易壓牢。同時焊縫越高則防腐層就越應(yīng)加厚,因標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定防腐層的厚度是以外焊縫的頂點(diǎn)為基準(zhǔn)測算的,這就加大了防腐的成本。
1.3 外焊縫余高過大對水壓擴(kuò)徑后的管形有影響
埋弧焊直縫鋼管在水壓擴(kuò)徑時,是通過內(nèi)腔與鋼管擴(kuò)徑尺寸一致的左、右2部分外模將鋼管包住的,因此,焊縫的余高過大,在擴(kuò)徑時焊縫承受的剪應(yīng)力就大,焊縫2側(cè)就易出現(xiàn)“小直邊”現(xiàn)象。但經(jīng)驗(yàn)證明,當(dāng)外焊縫的余高控制在2mm左右時,水壓擴(kuò)徑時不會出現(xiàn)“小直邊”現(xiàn)象,管形不會受到影響。這是因?yàn)橥夂缚p的余高小,焊接接頭所承受的剪應(yīng)力也小。只要這種剪應(yīng)力在彈性變形范圍內(nèi),卸栽后產(chǎn)生回彈,管子就會恢復(fù)原狀
1.4 內(nèi)焊縫余高大增加輸送介質(zhì)的能源損失
輸送用埋弧焊直縫管內(nèi)表面若未做涂層防腐處理時,其內(nèi)焊縫的余高大,則對輸送介質(zhì)的摩擦阻力也大,由此將使輸送管線的能耗增加。