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ERW 鋼管ssaw焊縫在線熱處理工藝及其質量檢驗方法大全熱處理展-heat treatment expo
2013年10月24日熱處理展-heat treatment expo

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中國·山西焊管設備制造廠（www.sxhtytech.cn），位于山西省太原市高新技術開發區。是專業從事設計開發和制造直縫焊管設備、螺旋多絲埋弧焊管設備、冷彎型鋼設備、板材和管材精整設備以及高精度縱橫剪線設備的設計、制造、安裝調試、改造及備品備件等的技術和服務且集科研、制造、服務一體的民營股份制高新技術企業公司。請您致電我們18703406370 ERW 鋼管的焊接是在高頻電流趨膚和鄰近效應的基礎上，利用高頻電流或感生高頻電流的電阻熱將管坯對接邊緣加熱熔化，并施以擠壓而焊合的工藝過程。ERW 焊縫的最大特點是沒有外來填充金屬，加熱速度快，生產效率高。這是其優點，也是其不足。沒有填充金屬，就不能利填充合金元素的辦法改善其焊縫性能；加熱溫度高，時音短，焊接溫度梯度大，就使其在焊接過程中，對某些鋼種易于產生硬化相和組織應力，使焊縫脆性增加，綜合機械性能下降。因此，對ERW 焊縫必須進行焊后補救措施-焊縫熱處理，以改善組織，消除應力，提高性能。 1 ERW 鋼管的焊縫組成和性能特點根據焊接熱循環峰值的不同，可以將ERW 焊縫劃分為五個區域：熔化區(T>T熔)；過熱區(1100攝氏度 1.2 ERW 焊縫的性能特點近年來，由于寒冷地區和海洋油田的開發，為ERW 鋼管提供了更加廣闊的發展前景，這就要求ERW 鋼管具有良好的低溫和抗腐蝕性能。但目前，許多廠家生產的ERW 鋼管焊縫低溫韌性差，FATT 值偏高，大大限制了其使用范圍。ERW 鋼管焊縫低溫韌性的高低已成為這種鋼管技術水平高低的重要標志。 2 焊縫在線熱處理工藝 2.1 在線熱處理工藝種類焊縫在線熱處理工藝自20世紀60年代出現以來，迄今為止，工藝和技術日益完善。總的來講，加熱方式一般為感應加熱；為了保證感應器對焊縫加熱的準確性，先進機組大都裝有光電焊縫自動跟蹤系統：為了保證加熱溫度的穩定性，并配有溫度自動控制系統，工藝種類除了大多采用的焊縫正火、焊縫退火工藝外，有的廠家為了提高焊縫沖擊韌性，對于高強度鋼管，采用了調質熱處理工藝，調質工藝使焊縫晶粒得到細化，提高了焊縫的沖擊韌性。除此之外，還有正火加回火、淬火加回火，以及新近研究開發的形變熱處理工藝。 2.2 普通熱處理工藝焊縫正火目前，就世界范圍來講，焊縫熱處理中應用最多的還是焊縫正火工藝。焊縫正火工藝一般采用中頻（1-10KHz）電源，但綜合考慮振蕩產生的噪聲等因素，最好先用1-3KHz。可以對直徑50.8mm以上鋼管進行焊縫正火處理。正火處理可以明顯地改善焊縫的壓扁性能，其工藝參數包括：最高加熱溫度、加熱速度、保溫時間和水冷起始溫度等。 2.2.1 最高加熱溫度根據熱模擬試驗結果，在不考慮內外溫差的前提下，正火最高溫度可在較寬溫度范圍（860-1010攝氏度）內變化，但最好選擇920-950攝氏度。溫度過高，會使焊縫FATT 升高，焊縫韌性下降。另外，使用中ERW 鋼管焊縫存在一種稱為“溝腐蝕（grooving crrosion)”的腐蝕現象，焊縫熱處理溫度的高低，決定溝腐蝕系統的大小。 2.2.2 加熱速度一般講，加熱速度的驟變將引起鋼的相變點的相就彎化。加熱速度快，則使鋼的相變點上升，并引起相變動力學的彎化。但從焊縫的熱模擬結果看，在650-950攝氏度之間改彎加熱時間由12S到37S，對焊縫的韌性值勤（FATT和沖擊功）影響不大。 2.2.3 保溫時間由于焊縫在線熱處理設備和工藝的局限，這方面在線研究不是很多。但有文獻報導了采用在線熱處理爐對小規格碳素鋼鋼管的保溫時間與焊縫性能的研究成果。結果表明：碳素鋼焊管短時間加熱到Ac3點以上，可使焊縫和母材的綜合性能趨于一致。延長保溫時間（0，5，10，15，30min），并不引起焊縫機械性能的多大變化，并不引起焊縫機械性能的多大變化。但對合金鋼管來講，保溫時間愈長，壓扁性能愈好，這可能與焊縫中合金元素的均勻化過程有關。這些研究者并未進行保溫時間與焊縫韌性關系的研究。 2.2.4 冷卻速度和水冷起始溫度正火工藝規范的冷卻介質是靜止的空氣，但由于在線焊縫感應熱處理是在生產線上進行的，其空冷過程是鋼管在空冷輥遞上運行過程中完成的，因此鑒于這種區別，API 標準從第39版起，使用了“類似正火熱處理（Similiar Normalising Heat-treatment)”一詞。為了減少空冷輥的長度和提高冷卻效率，在線正火熱處理往往采用空冷和水冷相結合的工藝。空冷速度取決于最高加熱溫度、軋線速度和鋼管壁厚等諸因素。空冷過程必須等奧氏體轉彎為細小的鐵素體和珠光體組織后方能終止。水冷起始溫度的高低，影響著焊縫韌性。ERW 鋼管焊縫正火熱處理水冷起始溫度必須低于500攝氏度，才能使焊縫具有良好的韌性。也有人認為，碳素鋼的下臨界溫度為371攝氏度左右，必須低于這個溫度才能實施水冷。 2.3正火+回火和淬火+回火由于某些低合金高強度鋼（HSLA）焊管正火處理過程中，空冷時產生的硬化現象會使焊縫塑性有所降低；普通碳素鋼管經正火處理后，焊縫的綜合性能也比母材低。為了克服這些缺陷，有的廠家又使用了正火+回火和淬火+回火工藝。正火+回火工藝為：奧氏體化后，不進行保溫，直接付之東流冷，然后再進行不保溫回火。這樣，對一些高強度焊管來講，可以使其空冷過程中產生的硬化相得以回火，形成鐵素體+回火索氏體組織，降低焊縫強度，提高韌性。對于一些特殊用途的ERW 鋼管，為了進一步提高其強度，有的廠家采用了淬火+回火的強化處理工藝，效果良好。此工藝的一般規范為：奧氏體化后對焊縫進行噴淋淬火，然后再進行回火，達到回火溫度后，立即轉入水冷，強制冷卻，這可擴大ERW 鋼管的使用范圍。這種強化工藝與正火相比，具有以下優點：（1）淬火后得到的馬氏體具有很高的強度，經高溫回火得到的碳化物呈粒狀分布，因此，楞獲得與正火相等或更高的強度性能，而且，其塑性和沖擊韌性相比正火好得多；（2）屈強比高；（3）鋼管性能更趨均勻，且較準確控制。 2.4 ERW 鋼管的在線形變熱處理工藝對低碳（0.04%C）、低碳、磷（0.001%s、0.003%P）的Nb、V微合金化軋鋼而言，一次正火、二次正火、淬火+回火、淬火等工藝對其韌性的提高作用不大。為了充分發揮鋼帶控制軋制的高韌性潛在優勢，使ERW鋼管焊縫與母材達到“等韌配合”，日本有的廠家將形變熱處理技術應用于ERW 鋼管焊縫在線熱處理中，大大提高了ERW 鋼管焊縫韌性，尤其是低溫韌性。此工藝特點為：在普通正火處理后，利用被加熱焊縫區域的熱軟化，形彎抗力比管體其它區域顯著降低的特點，使用U&R（Upsetting and Rolling)”法，使焊縫區域產生一定壓縮率的形彎，然后空冷，以此提高焊縫韌性。 2.4.1 形變溫度的控制形變溫度不能過高。否則，易在形彎過程中使奧氏體動態再結晶得以充分發展，產生晶粒粒大。所以，應將形變溫度控制在鋼的再結晶溫度以下。在再結晶溫度以下，隨著形變量的增加，焊縫晶粒得以細化，其轉彎溫度下降。 2.4.1 形變量的范圍盡管ERW 鋼管焊縫在線形變熱處理后，焊縫在性能上有其優熱：形變溫度850-790攝氏度、形變量6%時，焊縫在-60攝氏度時的吸收功為7J。但由于其內軋輥安裝在長約20m 的芯棒上，依靠油壓調節其軋制力。筆者根據已有經驗認為，此種裝置可操作性差，不易準確控制。因此，形變后的焊縫性能不易穩定。必須尋求其它提高ERW 鋼管焊縫韌性的途徑。 3 ERW 鋼管焊縫熱處理后的性能檢驗 ERW 鋼管熱處理后焊縫的質量檢驗，除了壓扁、焊縫拉伸等工藝性檢驗，以及夏比沖擊斷裂韌性試驗、DWTT試驗外，本文想就金相檢驗和焊縫硬度檢驗進行論述。 3.1 正火焊縫的金相檢驗 ERW 鋼管焊縫熱處理后，其金相檢驗包括宏觀和微觀兩部分內容。宏觀檢驗應測量焊縫區完全正火區和不完全正火區的寬度，及其在焊縫熔合線左右對稱情況。正常形貌應是：熔合線兩側熱處理影響區對稱性良好，熱處理后的完全正火區將焊態焊接熱影響區完全包容。只有這樣，才能說明熱處理過程中，加熱感應器與焊縫對中良好，熱處理溫度合適。如果熱影響區在熔合線左右分布不對稱，則說明熱處理時，加熱感應器偏離焊縫中心，金相檢驗人員應將此信息及時反饋給現場操作人員，迅速進行調整。作為一個專業的技術型設計制造者，我們想要尋求并得到更多的長期合作的伙伴企業。同樣條件下，我們可以給您提供比同行較優惠的價格；鴻泰源科技為了創立品牌，擁有好的口碑能在行業內站穩腳，我們會給您提供更為優質的服務；技術創新使我們企業的生存之本，我們會把我們設計人員的最新最科學的設計理念融入到您的產品中；熱處理展-heat treatment expo

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