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- 2019/5/31 閱讀次數(shù)：[701]
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蒸發(fā)管螺旋6061鋁管內焊縫“馬鞍形”問題
則焊縫的應力集中系數(shù)大,蒸發(fā)管螺旋6061鋁管內焊縫“馬鞍形”問題控制輸送用鋼管埋弧焊內、外焊縫余高的重要性。焊縫的余高大.容易形成應力腐蝕裂紋。外焊縫余高大,不利于防腐;內焊縫余高大,將會增加輸送介質的能源損失等。重點介紹了螺旋6061鋁管內焊縫易出現(xiàn)的馬鞍形”問題。馬鞍形”內焊縫在焊趾處的應力相當大,這對用于輸送腐蝕性介質的鋼管是最有害的為了延長鋼管的服役年限,必須對焊縫余高進行有效的控制。結合生產實際,提出了輸送用鋼管埋弧焊焊縫余高的控制措施。0前言無論是直縫6061鋁管(LSA W還是螺旋縫6061鋁管(SSA W,對其焊接質量的評價,首先是看內、外焊縫的余高及其形狀控制得好不好,焊縫流線是否規(guī)整等。焊縫余高大且不是圓滑過渡(即轉角半徑小),則焊縫焊趾部位的應力集中系數(shù)大,對抗SCC不利。此外,外焊縫的余高大,會給管子的防腐作業(yè)增加難度,成本增高;內焊的余高大,則對管道輸送介質的摩擦阻力大,管輸耗能也就大。因此,生產6061鋁管時,必須控制內、外焊縫的余高。API5L標準中規(guī)定的焊縫余高只是最低標準,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6061鋁管的焊縫最大余高,多個標準中都作了規(guī)定,見表11焊縫余高大的負面影響 1.1焊趾處易形成應力腐蝕裂紋(SCC對接接頭的應力集中主要是焊縫余高引起的6061鋁管對接接頭中的工作應力分布如圖1所示[1]從圖1看出,對接接頭的焊縫,其焊趾處的應力最大。應力集中系數(shù)的大小取決于焊縫余高h焊趾處夾角θ和轉角半徑r焊縫余高h增加,則θ角增加,r值減小,會使應力集中系數(shù)增大。從圖1還可得出6061鋁管對接接頭幾何尺寸與應力集中系數(shù)KT關系式為:KT=σmax/σ0焊縫的余高愈大,應力集中程度愈嚴重,焊接接頭的強度反而會降低。焊后削平余高,只要不低于母材,減少應力集中,有時反而可以提高焊接接頭的強度。焊縫的轉角半徑愈小,應力集中的程度則愈大;反之,應力集中的程度則愈小。因此,對埋弧焊縫的要求:一是余高要小;二是焊縫要圓滑過渡,使轉角半徑r值增大。
6061鋁管鋁板的焊縫均為對接接頭的焊縫,如果不控制好焊縫余高和轉角半徑,則焊趾處的應力就大,以致焊管在服役過程尤其是腐蝕介質中,如H2S水溶液、海水、海洋大氣等,易在焊趾處產生應力腐蝕裂紋。焊管在成型和焊接過程中不可避免地會產生殘余應力,因此管坯在成型、焊接后要消除殘余應力。擴徑可消除殘余應力,但是殘余應力很難完全消除,焊趾處的殘余應力也就不可能消除。為了預防在焊趾處產生應力腐蝕裂紋,這就需要控制好成型、焊接時的殘余應力,尤其是焊趾處的殘余應力。國外油氣輸送鋼管生產廠家對焊管殘余應力都有內控標準。例如,日本NKK公司規(guī)定,UOE焊管內表面的殘余壓應力σr∧100MPa;日本住友金屬公司規(guī)定,UOE焊管內表面不允許存在殘余拉應力,即σr∧0;加拿大Welland公司規(guī)定每班檢查環(huán)切試樣的張開位移量ΔL,要求ΔL∧20mm[2]螺旋焊管的生產中,內焊縫往往出現(xiàn)“馬鞍形”,即焊縫中間低,兩邊高,焊縫和母材基本上成直角,更談不上圓滑過渡了,這種焊縫在焊趾處的應力集中度相當大。筆者在工作期間發(fā)現(xiàn),已服役多年的螺旋焊管內焊縫的兩邊焊趾處腐蝕出很深的溝槽。
