[发明专利]一种管线钢管现场环缝焊接性评估方法在审

专利信息
申请号: 201510974655.3 申请日: 2015-12-22
公开(公告)号: CN105445434A 公开(公告)日: 2016-03-30
发明(设计)人: 曹能;刘硕;钱伟方;王怀龙 申请(专利权)人: 宝山钢铁股份有限公司
主分类号: G01N33/20 分类号: G01N33/20
代理公司: 上海开祺知识产权代理有限公司 31114 代理人: 竺明
地址: 201900 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 管线 钢管 现场 焊接 评估 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及钢管焊接技术,特别涉及一种管线钢管现场环缝焊接性评估方法。

背景技术

焊接是管线钢管现场施工的关键工序,焊接质量与效率决定了整个工程项目的质量与效率,而管线钢管现场环缝焊接性的优劣将直接影响到环缝接头的焊接质量。一般的,材料的焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性,前者主要是指焊接过程中避免焊接缺陷、得到连续完整焊接接头的能力,后者主要是指焊接接头的使用性能。其中,工艺焊接性是首要解决的问题,对于低合金管线钢管现场施工焊接来说,一般是焊接冷裂纹产生的倾向。也就是说,针对管线钢管现场施工环缝焊接性的评价,就是对其焊接冷裂纹敏感性的评价。

当前,针对钢铁材料焊接裂纹敏感性的评价方法很多,如:ISO17642-2标准提出了用于板材冷裂纹敏感性评估的TEKKEN试验,与GB4675.1所述斜Y型坡口焊接裂纹试验方法类似,在高拘束条件下进行小尺度试验焊缝的焊接,以此评价材料在一定焊接条件下的冷裂纹敏感性。然而,该种评价方法拘束条件过于苛刻,加之试验焊缝为不规则形状的单道焊缝,存在较高的焊接残余应力,更加有利于诱发冷裂纹,所以,这种评价方法过于保守,以此指导现场管线钢管施工焊接将增加不必要的施工成本,不符合合于使用原则。GB/T13817提供了一种刚性拘束焊接裂纹试验方法,其将试验钢板完全固定在一块厚度非常大的底板上,焊接过程中残余应力得不到释放,容易在接头区域诱发冷裂纹,这种方法同样偏保守,且焊接接头型式和试验焊缝与管线钢管现场施工环缝焊接也存在很大差异,不能用于管线钢管现场环缝焊接性评估。

中国专利申请号201110253869.3公开了一种异种钢再热裂纹敏感性试验方法,中国专利申请号200910205754.X公开了一种再热裂纹敏感性的评价方法,主要应用于需要焊后热处理的基于沉淀强化机理的碳钢或合金钢,它们的应用条件和场合决定了其对低合金管线钢管现场施工环缝焊接性评估没有直接的指导作用。中国专利申请号为US4763521的专利公开了一种奥氏体不锈钢焊接热裂纹倾向的评价方法,同样不适用于低合金管线钢管现场施工环缝焊接性评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管线钢管现场环缝焊接性评估方法,基于现场施工合于使用原则,利用小尺度管线钢板间接评估管线钢管现场施工环缝焊接性,对钢管现场施工环缝焊接具有重要的指导意义,实现管道现场环缝焊接工艺优化,从而提高焊接质量,节约施工成本。

为达到上述目的,本发明的技术方案是:

一种管线钢管现场环缝焊接性评估方法,包括如下步骤:

1)采用T形多维拘束机构,其包括加固板及其上的拘束支撑板;加固板和拘束支撑板结合处通过加固角焊缝组装在一起,呈T形结构;

2)在拘束支撑板上端面沿长度方向对称放置两块薄垫板,并将两块试验板分别置于薄垫板上;试验板相对一端形成焊接接头坡口,坡口角度α=90~150°,坡口钝边R=0.8~1.5mm,坡口间距G=1.0~1.5mm;

3)在两试验板的两侧焊接形成共四条拘束角焊缝,将试验板拘束在拘束支撑板上面;在试验板接近焊接接头位置留出一定长度未经焊接拘束的自由端,两侧试验板自由端与坡口间距构成了试验板未拘束段,并在该位置设置引弧板/收弧板;

4)试验板焊接,试验焊缝垂直于钢板轧制方向,即模拟钢管环焊缝方向;试验焊缝选用纤维素焊条,焊接电流、焊接电压和焊接速度可以根据需要适当调节,满足热输入要求即可;

5)试验板焊接完成后在室温下将整个机构放置48小时以上,然后按照沿试验焊缝焊接方向对其进行四等分,并对其中的四个焊缝截面进行50~150倍金相观察;以试验焊缝厚度为Hw,试验焊缝截面的裂纹长度即焊缝厚度方向为Hc,试验焊缝裂纹率Cw=(ΣHc/ΣHw)×100;如果最终的试验焊缝裂纹率Cw不超过5%,则认为该管线钢材料没有明显的冷裂纹敏感倾向,同等材料的管线钢管应用的电弧焊接方法在施工现场进行环缝焊接时具有良好的可焊性。

优选的,所述试验板厚度为t,宽度50~150mm,长度120~160mm;所述加固板厚度为1.2~2.0t,宽度80~200mm,长度300~450mm;所述拘束支撑板为1.2~2.0t,宽度80~200mm,长度300~450mm;所述薄垫板厚度为3~6mm,宽度40~120,长度110~140mm。

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