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焊接钢管缺陷出现的位置、出现的连续性、出现的时间范围和出现的取向等是多种多样的,对超声波的反射波高幅度也是不一样的,是与生产工艺、检测设备有一定相关联系的。采用的A型脉冲反射式超声波检测只能提供缺陷回波的时间和幅度两方面信息,根据缺陷回波出现的形状、大小、密集程度等缺陷特征和底波情况可进行缺陷特征的平面状缺陷、点状缺陷、密集状缺陷、条状缺陷相关估评判。
在焊缝两侧纵、横两个不同方向上进行检测,其缺陷回波的高度**不同且呈不规则变化,底波高度无明显变化。当缺陷回波很强、底波消失时可认为是大面积缺陷。在垂直于缺陷方向检测均显示单个锯齿形回波、缺陷回波较高、且波形明显尖锐陡峭,探头移动时回波幅度随机起伏较大(波幅差>±6dB);在平行于缺陷方向检测,缺陷回波较低,甚至无缺陷回波;在倾斜于缺陷方向检测显示钟形脉冲包络,该钟形脉冲包络中有一系列连续信号,通常表现为位置多变(但变化不大)的强烈多尖峰状,并出现很多小波峰,探头移动时,每个小波峰在脉冲包络中移动,波幅由零逐渐升到值,然后又下降到零,信号幅度随机起伏(>±6dB)。根据纵、横方向上的缺陷回波的高度不同、且呈不规则变化特征可估评判为是平面状缺陷。
常见的平面状缺陷有裂纹、面状未溶合、面状未焊透等缺陷,这种缺陷有长度和明显的自身高度,表面既有光滑的,也有粗糙的。
无缝钢管主要是将实心管坯或者钢锭进行穿孔,制成毛管,并通过热轧、冷轧、冷拔等加工处理,继而形成无缝钢管。由于无缝钢管含有中孔截面,所以这个中空截面可以用作传送流体的管道。
焊接钢管和无缝钢管辨别方法主要有三种:
1. 金相法
金相法是辨别焊接钢管和无缝钢管的主要方法之一。高频电阻焊接钢管并没有添加焊接材料,所以焊接完成的钢管中焊缝很窄,如果采用粗磨再腐蚀的方法并不能清晰的看到焊缝。一旦高频电阻焊接钢管焊接完成,并没有经过热处理,将导致焊缝组织与钢管母材料有本质上的区别,此时,采用金相法可以辨别焊接钢管和无缝钢管。在对二者钢管进行辨别过程中,需要在焊接处切取长度和宽度均为40mm的小样,对其进行粗磨、细磨和抛光等处理,然后将其放在金相显微镜下观察组织,当观察到铁素体和魏氏体、母材与焊缝区组织时,就可以准确辨别焊接钢管和无缝钢管
2. 腐蚀法
在运用腐蚀法辨别焊接钢管和无缝钢管过程中,应在加工处理的焊接钢管焊缝处进行打磨处理,打磨完成后应该能够看到打磨过的痕迹,然后在焊缝处用砂纸打磨端面,并用5%的硝酸酒精溶液处理端面,如果出现一道明显的焊缝,就可以这个钢管是焊接钢管。而无缝钢管的端面经腐蚀后无明显差异。
螺旋焊管:是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度(叫成型角)卷成管坯,然后将管缝焊接起来制成,它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋焊管主要用于石油、天然气的输送管线,其规格用外径*壁厚表示。螺旋焊管有单面焊的和双面焊的,焊管应**水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。
镀锌钢管:为提高钢管的耐腐蚀性能,对一般钢管(黑管)进行镀锌。镀锌钢管分热镀锌和电镀锌两种,热镀锌镀锌层厚,电镀锌成本低。
吹氧焊管:用作炼钢吹氧用管,一般用小口径的焊接钢管,规格由3/8寸-2寸八种。用08、10、15、20或Q195-Q235钢带制成。为防蚀,有的进行渗铝处理。
电线套管:也是普通碳素钢电焊钢管,用在混凝土及各种结构配电工程,常用的公称直径从13-76mm。电线套套管壁较薄,大多进行涂层或镀锌后使用,要求进行冷弯试验。
公制焊管:规格用无缝管形式,用外径*壁厚毫米表示的焊接钢管,用普通碳素钢、碳素钢或普能低合金钢的热带、冷带焊接,或用热带焊接后再经冷拨方法制成。公制焊管分普能和薄壁、普通用作结构件,如传动轴,或输送流体,薄壁用来生产家具、灯具等,要**钢管强度和弯曲试验。
托辊管:用于带式输送机托辊电焊钢管,一般用Q215、Q235A、B钢及20钢制造,直径63.5-219.0mm。对管弯曲度、端面要与中心线垂直、椭圆度有一定要求,一般进行水压和压扁试验。
变压器管:用于制造变压器散热管和其它热交换器,采用普通碳素钢制造,要求进行压扁、扩口、弯曲、液压试验。钢管以定尺或倍尺交货,对钢管弯曲度有一定要求。
异型管:由普通碳结结构钢及16Mn等钢带焊制的方形管、矩形管、帽形管、空胶钢门窗用钢管,主要用作农机构件、钢窗门等。
焊接钢管缺陷的分布机理与危害
焊接钢管的生产过程是将钢板、钢带等用各种成型方法直卷或按螺旋方向弯卷成要求的横截面形状,然后借助于加温、加压,用不同的焊接方法将焊缝焊合而获得钢管。因此,焊接钢管的缺陷分为两部分:钢板母材缺陷和焊缝缺陷。
1.1 钢板母材缺陷
板材中的缺陷经过轧制等工序,大部分呈平面状,与表面平行;其主要缺陷有分层、夹杂物、裂纹、折叠等,其中分层是常见的内部缺陷。分层会产生各种裂纹,当板材受垂直于表面的拉应力时,分层会严重影响钢管的强度,它是不允许存在的缺陷。
1.2 焊缝缺陷
焊缝缺陷是指熔焊过程中或焊后在焊缝中产生的缺陷,分为裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未溶合、咬边等焊缝缺陷。焊缝中的密集气孔、夹渣等属密集立体型缺陷,裂纹、未溶合等属平面型缺陷,危害性大。条状夹渣、未焊透等属条状缺陷,危害性大。气孔、小夹渣等属点状缺陷。焊缝中的缺陷更容易引起钢管的强度、塑性等问题,严重影响钢管质量,而焊接钢管质量的好坏直接影响到油气输送管线的安全运行和使用寿命,因而对于焊缝探伤主要是针对焊缝中裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未溶合等危险性缺陷进行探伤检测。