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直缝埋弧焊管焊缝余高控制

直缝埋弧焊管焊缝余高控制

主要阐述了控制输送用埋弧焊直缝埋弧焊管内、外焊缝余高的重要性。焊缝的余高大,则焊缝的应力集中系数大,容易形成应力腐蚀裂纹。外焊缝余高大,不利于防腐;内焊缝余高大,将会增加输送介质的能源损失等。

埋弧焊直缝埋弧焊管对焊接质量的评价,首先是看内、外焊缝的余高及其形状控制得好不好,焊缝流线是否规整。焊缝余高大且不是圆滑过渡过,则焊缝焊趾部位的应力 集大系数大,对抗SCC不利。此外,外焊缝余高大,会给管子的陈记腐作业增加难道,成本增高;内焊的余高大,则对管道输送介质的摩擦阻力大,管输耗能也就 大。因此,在生产埋弧焊管时,必须控制内、外焊缝的余高。API 5L 标准中规定的焊缝余高只是最低标准,而油气输送管线和海洋用管均将焊缝余高控制在2.5mm以下。

输送用埋弧焊直缝埋弧焊管的焊缝最大余高,在多个标准中都作了规定。

1 焊缝余高大的负面影响

1.1 焊趾处易开成应力腐蚀裂纹(SCC)

对接接头的应力集中主要是焊缝余高引起的。焊缝的余高愈严重,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。

埋弧焊直缝埋弧焊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,以致焊管在服役这程尤其是在腐蚀介质中,易在焊趾处产生应力腐蚀裂纹。

焊缝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。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。

1.2 外焊缝余高大不利于防腐

在防腐作业时如采用环氧树脂玻璃布进行防腐,外焊缝余高大,将使焊趾处不易压牢。同时焊缝越高则防腐层就越应加厚,因标准规定防腐层的厚度是以外焊缝的顶点为基准测算的,这就加大了防腐的成本。

1.3 外焊缝余高过大对水压扩径后的管形有影响

埋弧焊直缝埋弧焊管在水压扩径时,是通过内腔与钢管扩径尺寸一致的左、右2部分外模将钢管包住的,因此,焊缝的余高过大,在扩径时焊缝承受的剪应力就 大,焊缝2侧就易出现“小直边”现象。但经验证明,当外焊缝的余高控制在2mm左右时,水压扩径时不会出现“小直边”现象,管形不会受到影响。这是因为外 焊缝的余高小,焊接接头所承受的剪应力也小。只要这种剪应力在弹性变形范围内,卸栽后产生回弹,管子就会恢复原状

1.4 内焊缝余高大增加输送介质的能源损失

输送用埋弧焊直缝管内表面若未做涂层防腐处理时,其内焊缝的余高大,则对输送介质的摩擦阻力也大,由此将使输送管线的能耗增加。

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