非金屬夾雜是金屬基體內的條狀氧化物、硫化物、以及脆性和塑性硅酸鹽,是鋼質不純凈含夾雜較多的緣故。當鋼錠偏析嚴重時,偏析部分的非金屬夾雜也更嚴重。
非金屬夾雜影響鋼的焊接性能,使可焊性降低。當鋼帶邊緣部分存在非金屬夾雜時,焊縫部位會出現(xiàn)裂縫和裂紋,壓扁后在裂口處可見淺黃色夾雜物。
提高鋼的純凈度,盡量減少夾雜,就能提高其焊接性能
孔型是由一對(或更多)軋輥車出的槽組成。鋼帶(軋件)通過孔型變形為一定的形狀,通過一系列連續(xù)的孔型變形,成型為管筒狀。對于這一個系列的孔型形狀和尺寸的選擇、計算和確定,并終繪制成軋輥圖的整個過程叫做孔型設計。對焊管軋輥孔型設計的基本要求是:
(1) 以少的道次(即短的變形區(qū)長度)完成整個成型變形過程;
(2) 成型時產(chǎn)生的邊緣延伸盡可能小,不致產(chǎn)生鼓包和褶皺;
(3) 邊緣得到充分的變形,管筒對縫處沒有尖嘴形;
(4) 鋼帶在孔型中成型穩(wěn)定;
(5) 變形均勻,軋輥磨損小且均勻;
(6) 能量消耗小;
(7) 能保證焊管尺寸規(guī)格和表面質量符合標準要求;
(8) 軋輥加工方便,制造容易,孔型設計能與加加工相結合;
(9) 孔型設計具有規(guī)范化和標準化特點,能適合同種類型機組的同種規(guī)格產(chǎn)品;
(10) 能利用電子計算機進行輔助設計(CAD)。
(1)壓扁試驗
對外徑D>22~400mm的鋼管須做壓扁試驗,平板間距離h值按下式計算。
h=(1+α)S/(α+S/D)
式中 S ——— 鋼管壁厚,mm;
D ——— 鋼管外徑,mm;
α ——— 單位長度變形系數(shù),優(yōu)質碳鋼和合金鋼采用0.08;耐熱鋼采用0.07;不銹鋼采用0.09。
(2)擴口試驗
壁厚≤8mm和外徑≤159mm的優(yōu)質碳鋼和不銹鋼管須做擴口試驗。
(3)水壓試驗
應逐根進行試驗,試驗壓力P(MPa)按下式計算,但壓力不超過20MPa
P=2×S×R/D
式中 S ——— 鋼管公稱壁厚,mm;
D ——— 鋼管公稱外徑,mm;
R ——— 允許應力,優(yōu)質碳鋼和合金鋼為表2-7-4規(guī)定屈服點的80%;耐熱鋼和不銹鋼為規(guī)定屈服點的70%。
可用渦流檢驗或超聲波檢驗(等級C8)代替水壓試驗
焊接熱影響區(qū)的組織大致可分為兩類:不易淬火鋼組織和易淬火鋼組織。不易淬火鋼組織變化后形成熔合區(qū)、粗晶區(qū)、重結晶區(qū)、不完全沖結晶區(qū)和時效脆化區(qū);易淬火鋼組織轉變后形成崔獲取、不完全淬火區(qū)和回火區(qū)。
管線鋼屬于不易淬火鋼,焊接后熱影響區(qū)的熔合區(qū)和粗晶區(qū)對母材性能損傷較大,易形成脆化,其損傷程度取決于母材的合金系統(tǒng)、焊前母材的原始組織狀態(tài)和焊接規(guī)范參數(shù)等。對于低于X65鋼級的管線鋼,在線能量偏低時除產(chǎn)生鐵素體和珠光體外,還易產(chǎn)生馬氏體(M)、上貝氏體(Bu)和粒狀貝氏體(Bg);在線能量偏高時,粗晶區(qū)除易產(chǎn)生鐵素體和珠光體外,還易產(chǎn)生共析鐵素體和魏氏組織。一般認為,上貝氏體、先共析鐵素體和魏氏組織是造成脆化現(xiàn)象的有害組織。對于X70以上鋼級的針狀鐵素體管線鋼,粗晶區(qū)的組織主要為貝氏體(板條貝氏體和粒狀貝氏體)、塊狀鐵素體和先共析鐵素體。在板條或塊狀鐵素體間或塊狀鐵素體的基體上存有MA島。造成這種鋼粗晶區(qū)韌性降低的主要因素是:
(1)MA組成物的相對量、尺寸和形態(tài)。Ma越多、尺寸過粗或過長,以及分布不均勻等使脆化現(xiàn)象嚴重。
(2)有效晶粒尺寸或者說母材的晶粒長大傾向。隨著線能量的加大,不僅原奧氏體晶粒尺寸增大,而且二次結晶組織變粗、變大。板條鐵素體的減少以及塊狀鐵素體的增多成為粗晶區(qū)脆化的主要原因之一
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