螺旋埋弧焊钢管焊接工艺评定探讨
来源:至德钢业 日期:2021-11-18 09:24:01 人气:620
螺旋埋弧焊钢管的焊接工作是在钢管的生产过程中所需要确定的特种工作,必须开展相应的工艺评价。然而,在GB/T9711-2011《石油天然气工业管线输送系统用钢管》中给出了关于产品工艺的评定标准,但没有明确焊接工艺评定采用的具体标准要求,在标准9.15条款PSL2规范钢管焊接性要求中,规定了订货合同应规定进行焊接性试验的细节及验收极限。本文针对满足焊接工作的评价需要,根据螺旋埋弧焊钢管的生产中焊接工作的把控及焊缝的力学特性,对在焊接工艺评价的过程中存在的问题进行分析与探讨,从而使焊接工艺评定更合理地符合钢管生产特点,有效指导钢管实际生产过程中焊接工艺规程的制订。
焊接工艺的评定,其主要目标是为了检验焊接工作企业是不是具有能力生产制造出符合国家或行业技术规定的钢管焊接头、检验企业所制定的焊接工艺工序是不是符合生产要求的,进而给予正式焊接工艺手册的编撰,同时给予可依靠的技术判定参考。这要求在技术评价的评的过程当中,测试样品的生产与制造以及焊缝的各项力学指标不仅需要满足评价的规范需要同时还需要符合产品制造工艺及质量规范的需要。在本文中作者首先简单分析了成品在加工当中的标准以及在进行焊接工艺评定过程中与评价标准间的关系,对试验块的采集区域及力学监测数据进行对比研究,从而确定依据NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》所进行的工艺评价,此外研究焊接工作当中的焊缝及其力学效能,并评定这当中所具有的标准性差别。
1焊接工艺评定准则的选定
从整个行业的大体上来看,因为焊接的工作流程是非常繁琐的,并且操作工程量极大,所以在进行焊接工艺评价的过程中极易导致盲评的情况出现,进而导致各种资源的浪费及损失。此外,在进行焊接工艺的评定过程中,因为各方面的原由,极易发生评定疏漏的状况,使得焊接工艺的评定没有了应有的精确性。因此,随着焊接工艺评价标准的持续更新,并且为了能够在最少资源的使用下进行越来越多的焊接工艺评价,就要求掌握进行焊接工艺评价时所需要的各项参数、佐证方法以及规范准则等。在国内钢管的焊接工艺评定大多数依据NB/T47014-2011的规定指标,这个规定把适用性范围扩大到了压力管,此外在引入的标准手册当中,也把上文所提到的焊接工艺标准当作标准来执行。按照这样的规范所制成的螺旋埋弧焊管,依照规定应是属于压力管的范围之中。
在中国有很多家生产加工企业在进行螺旋埋弧焊管焊接工艺评价的过程中,几乎不怎么依据NB/T47014-2011的规定执行工艺的评定。企业在进行工艺评价的过程中,具备要求的应当按照要求进行执行;无要求的,多数会参考GB/T9711-2011标准附录D的补焊工艺评定标准ASME的第Ⅸ部分当作焊接工艺评定的参考标准。
此外,焊接工艺的评定准则不管是何种评定标准都是比较适合被使用的。笔者觉得,焊接工艺的评价形式主要包含下列几个方式:关于焊接手法的评价、关于生产加工材料的评价、对加工后处理的评价以及关于样品厚度及焊接厚度的评价。焊接管的制造厂商依据规范从所生产的钢管中采集焊缝的样品,并依照规范收集用于工艺评价的测试样品,在测试样品的收集及检测标准当中,在统一性方面有着非常大的差异,按照标准执行焊接工艺的评价,并规范螺旋埋弧焊钢管的焊接工艺标准。
2不同焊接工艺评定标准的检验区别分析
2.1焊缝力学性能取样方向区别
焊缝处在焊接板卷且在板边的位置,焊缝与钢板的制造在方向上是相互平行的,样品的采集在钢材的横向。在NB/T47014 -2011的标准中,焊缝大部分都是在板卷的纵向位置上,其方向与钢板轧制方向相垂直,因此取样的方向是在钢材的纵向上进行的。
在上文所提到的两种标准焊件的焊接方向及取样方向都是与钢材的轧制方向所不一致,而从钢材的自身角度来看,不同方向上的性能测试也是存在非常大差异性的。
2.2焊接样品的条件差异
依据的规范所进行的焊接工艺评价,焊件试样的采集是在钢材上的焊接所开展的,钢材并未经受其他形变的情况,钢材的力学性能并未发生改变;依据标准执行工艺评价,焊接试验检测块如过选取的钢管焊缝,并且其是经形态发生弯折改变后所形成的,同时在晶格效应的影响之下,加工材料的各项性能都可能别干扰,从而使得焊接所产生的焊缝性能发生变化。
2.3重新区别评价规范
按照标准附录中所需执行的焊接工艺评价,在此当中给出了三种能够可以用来的评价规范,三种不同的评价标准其适用性的范围也是不一致的。依据附录D当中的焊接工艺评价标准D.2.2项条例,重要位置的转变,需要明确二次评价的适用性范围,从而与之前所使用的参考标准进而评价的适用性范围的再次比较,这两种标准当中对二次评价的需求具有差别,主要表现在材料级别、加工生产材料的刚强度、加工工艺指标的适用性范围中存在不同。
2.4力学检测评定
(1)延展性检测。在工艺评价规范中,对于延展性的检测合格规范为抗拉能力不可低于标准加工材料强度的最低标准线。管道焊缝连接处的延展性主要体现在材料的纵方向上面。
在对钢管制品规范及附录D中,关于补焊工艺的评价标准为:在焊接连接处的延展性测试中,抗拉能力的最小值必须等同于钢管的整体强度,有时也需要高于标准规定的抗拉最小强度,焊接处的拉伸表现在钢材横向上。
(2)弯曲试验。依据的工艺评定规定,弯曲模型的尺寸半径为2t(t为板材厚度),弯曲模型的半径与整体的管厚有着必然的联系,焊接处被拉伸的区域都是钢管纵方向上的焊缝。
依据相关的规定进行测试,被检测的样品焊缝弯曲模型的半径依据公式:2Agb=1.15(D-2t)/(εD/t-2ε-1)-t来进行计算可得,弯曲模型的半径与管材的级别、管道的半径、管壁的厚度有着很大的联系。如果在开展焊缝弯曲测试的过程中,由于采集样品的位置处在弯曲表面上的话,其最后的检测结果会在钢管的质量影响下,出现极大的干扰。
在对比测试数据的过程中笔者发现,同种尺寸、不同级别的材料需要根据相关的标准开展评价工作。由于弯曲测试中,弯曲模型的规格数据有着些许的差异,在这样的数据情况下开展焊接的工艺评价,其所需要的标准是比较严格的。
(3)碰撞测试。在这个测试环节中,依照标准必须在焊缝及其影响区域进行样品的采集,样品的收集区域都需要是焊缝的外层,然而在合格指数的最小数值方面存在差异。产品生产加工验收的合格规范与管道的半径、加工生产材料的级别相关联,标准当中的9.8.3项条例关于焊缝及碰撞的测试标准:在0℃或更低的温度下,对每个钢管的焊缝进行碰撞测试,其最小冲击吸收力必须符合下列标准:钢管直径小于1423mm,钢材级别小于等于X80的管材为27J;钢管直径大于等于1423mm,钢材级别大于X80的管材为40J。工艺评定的检验验收指标与管材的抗拉强度大小具有一定的关系,测试温度不可以大于钢管规定的冲撞测试温度;冲撞实验所得的吸收功平均值必须符合相关技术指标,并且不可小于标准的规定值。对比分析上述2种标准的焊缝冲击试验数值,选用相应的工艺评定标准。
3结语
从文章当中的对比研究,笔者发现在螺旋埋弧焊管焊接工艺的评价当中,依据不一样的评价规范,其样品采集走向和检验合格标准也有着非常多的差别。
依据工艺的评价规范所执行的焊接工艺评价在满足要求,依据产品生产规范制造的钢管焊接操作引导上,一致性具有非常大的差异,所以在开展螺旋埋弧焊钢管的焊接工艺评定的过程当中需要依照下列几项要求进行评定。
(1)在管道的制造中,倘若客户在合约中确定工艺评价规范时,需要依据合约中所确定的焊缝力学性检测标准及验收标准。
(2)如果在进行工艺评价前并未确定相关的技术标准,那么就需要生产企业在实行工艺评价的过程中,采集钢管上焊接样品进行评价,唯有此方法才能够确保焊缝评定标准与生产中的焊缝焊接标准相同。
(3)笔者建议在进行工艺评定时,所选取的规范、焊接工艺及检验合格标准需要依据附录D中的要求进行实行,为此不仅能达到焊接工艺的评定要求与焊缝工艺的评定要求统一,同时还需要把相关的权威标准作为参考准则,又能够确保焊接工艺的评定过程中的焊缝样品采集环境及检验标准及生产中焊缝样品采集验收标准相一致,进而让所确定的工艺评定方法更佳适合钢管的生产环境,其一致性及稳定性更有引导性。