大直径钢管水压断裂试验

2020-06-11 11:00:08

液压断裂试验中，大直径钢管母材开裂，正火后焊缝中心开裂。同时，高频电流厚壁管的延伸率小于电阻焊管。疲劳试验也获得了类似的结果。焊接后，高频电流焊管可以经受多次试验循环。相反，在正火之后，电阻焊接喷嘴随后开裂，并且在正火之后，在所有情况下沿着焊缝发生开裂(即使在样品的母体金属上刻有凹槽时)。

通过对不同规格的正火大直径钢管的扩口率分布与焊接方法和正火保温时间关系的频率曲线的分析，得出了用150赫兹电流电阻焊接的钢管质量最好的结论。当正火保温时间增加到30分钟时，直径小于40毫米的钢管的扩口试验结果不变。对于大于上述直径的钢管，延长正火保温时间会增加扩口率。正火可以改善压扁试验结果，尤其是对于合金钢管，保温时间越长。效果越大；15F2C  1焊接后，钢管的压扁率为44 ~ 58，正火后与管壁接触的压扁率为55。15XT  ' 2CQMP钢管焊接后的压扁率为25-58，不保温正火后管壁接触压扁率为22，保温316L不锈钢管30分钟后管壁接触压扁率为62。正火后，电阻焊管比高频焊管(非正火和正火)能更好地承受压接试验，所有正火钢管试样沿焊缝开裂。延长正火保温时间可以改善卷曲和轴向压缩试验结果。

因此，高于上临界温度的非绝热正火会使低碳钢管的焊缝与母材的力学性能相似。保温时间延长至30分钟不会改变大直径钢管的力学性能。对于适用于高于上临界温度空气淬火的低合金钢管，正火会降低了小焊缝的强度和塑性，但提高了母材的这两项指标。延长正火保温时间会降低强度指标，但会提高塑性指标，使焊缝和母材性能接近。然而，在钢管被正火并保温30分钟后，淬火的原钢带的性能不能实现。

无论是碳钢还是低合金钢，大直径钢管的正火焊接性能都不如母材。高频电流焊管的这种差异比电阻焊管更明显，特别是在塑性方面。

与焊接的钢管试样，不同，在工艺试验过程中，归一316L不锈钢管厂家化的钢管试样沿焊缝中心开裂。正火会改进焊管压扁和轴向压缩试验结果。例如，90-100%的251.3毫米碳钢钢管试样经非保温和正火处理后平整成与管壁接触无裂纹，而70%的512.0毫米钢管试样50 ~ 60%以上的大直径钢管能承受压扁，正火期间保温时间越长，试验结果越好。

正火后大直径钢管试样的扩口率低于焊接后。251.3毫米碳钢管焊后扩口率为36 ~ 45%，正火后扩口率为23 ~ 35%。电阻焊接正火大直径钢管的扩口率高于高频电流焊接钢管。正火高频电流焊管的压接试验结果不如焊接钢管。正火碳钢管具有铁素体珠光体组织。在焊缝中心，有一个晶粒尺寸比母材大l  ~ l.5的窄铁素体带。

在焊接和正火不同的保持时间(最长30分钟)后，当根据巴顿电焊研究所的方法测量碳含量时，在焊接后的焊缝中心发现宽度为0.05-0.20毫米的脱碳层。正火30分钟后，发现碳沿焊缝宽度有一些重新分布

无论正火保温时间有多长，焊缝区的气体含量总是高于母材，就像焊后一样。然而，当保持时间延长时，焊缝金属中的氢和氧含量将随着保持时间的延长而降低。金属中的氮含量与绝缘长度无关。由于碳、氢和氧含量的减少，正火后焊缝中心的铁素体细晶区仍然存在。

即使保温时间很长，焊接中心的铁素体晶粒也不会长大。对形成“白带”的铁素体晶界的高倍放大研究可以得出这样的结论：铁素体晶界被细小分散的沉淀物封闭，这些沉淀物在正火温度下不溶解，阻止铁素体晶粒生长，同时促进焊接中心区域的强化。因此，在正火后的工艺试验中，大直径钢管只能沿“白带”开裂。

低合金钢管的正火会削弱了焊缝金属并强化了母材。这是因为大直径钢管采用铁素体珠光体组织的退火带钢。正火时，贝氏体区出现在15F2C钢的焊缝组织中，而15XF2C  ~ MP钢完全转变为贝组织。随着焊接热循环中形成的氏体区在组织中消失，焊接强度降低。