淺談板材焊后波浪變形及超聲波探傷

劉 釗

（長慶油田分公司物資供應處，陜西 西安 710200）

一、板材焊后波浪變形

安裝油罐時罐底板形狀呈現出中間高、兩邊低的形狀，除了罐體形狀特殊外，鋼板的材質也具有較薄的特點，這些都在不同程度上給油罐罐體的給組裝帶來難度，所以在現實中要改進焊接工藝，盡量減少焊后的波浪變形。

（一）變形的原理

鋼材焊前波浪變形的主要原因是軋制時軋輥的間隙不一致，導致沿鋼材的寬度方向產生了壓縮率不均勻，最終引起鋼材每根縱向纖維的延伸率不同所致。一般而言，壓縮率大的部分便獲得較大的延伸率，反之亦然，于是不同延伸部分的纖維相互作用，使延伸較多的纖維部分產生壓縮應力，而延伸較少的纖維部分則產生了拉伸應力。在壓縮應力的作用下，延伸得較多的纖維部分就會失去穩定性而發生皺曲，皺曲形式呈橫向的波紋狀，使板材產生輕微或者嚴重的波浪變形。基于以上原理，假若在石油罐體進行焊接之前，沒有對板材進行正確有效地矯正，必然會產生板材焊后波浪變形。

在石油罐體建造過程中常發生的底板焊接后變形，除了以上原因外，還有一些自身特有的原因，如兩板搭接角焊施焊時，焊接面溫度高，非焊接面溫度低，溫度高的一面產生壓縮塑性變形較大。冷卻時，沿板厚出現不均勻的收縮，產生了角變形。除此之外，電弧對薄板進行加熱時，會出現中間溫度高，兩邊溫度低的現象，這樣就出現中間的應力與兩邊的應力是相互影響的反應，因此就出現焊縫縱向產生收縮變形。

（二）變形的表現

多鋼板拼接制作立式儲罐是石化行業常用的方法，利用該方法最值得注意的地方就是底板的焊接，因為底板焊接最易發生變形。在變形的諸多種類中波浪變形最常見，多表現為焊后波浪變形，也就是由于板架結構中板材和扶強材均以角焊縫連接，角焊縫的橫向收縮，其中焊縫的外表面橫向收縮大，內表面收縮小，造成角變形，每個扶強材處的角變形連貫起來就成為整個板材的波浪變形。事實上，只有采用合理的焊接方法和工藝，才能最大限度上減少變形的幾率，提高罐底施工質量。

二、石油鋼管的超聲波探傷

焊管生產的必要工序就是超聲波探傷，根據標準規定，所有被用于石油和電的輸送套管，管體及兩端焊縫均要進行無損損傷。現在國內焊管的機組配備都是超聲波探傷。

自動化超聲檢測的系統分為兩大類：

第一種是在線自動化超聲檢測系統，作為自動生產線上的一種檢測系統，它在實施的過程能夠對工件的合格性做出分選和標記，其系統本身的運行速度和檢測時間需與自動生產流水線相符合，必須適應其高速穩定可靠的要求。

第二種是離線自動或半自動超聲檢測系統。現在國內的大多數采用自動化檢測，在檢測過程中，機械裝置使得探頭和被檢測工件能夠作相對運動，與手工檢測相比，能夠保證檢測過程的穩定，速度上和面積上，自動化的要比手動的效率高，并且高效客觀的標記和記錄，能夠避免人為因素下可能出現的錯誤或誤差。保障了檢測結果的有效性，大大減輕了工作人員的勞動強度。

但是自動化的系統本身也存在局限性，但是基于上述優點實現的條件是機器設備必須具有抗干擾性和完好的工作狀態，機械設備本身的結構精度必須高，運行過程需穩定可靠。 對于要檢測的材料和工件，要有明確的分段和標準，否則容易發生誤判和漏檢。在自動化檢測的過程中一個重要的指標是檢測速度，探頭和被檢測工件的相對速度要保證被檢測材料的全覆蓋，并且保證有充分的探測時間，才能夠獲得足夠強度的缺陷信號和足以用于判斷的缺陷信號重復次數。都要做到綜合考慮。

此外，隨著技術的迅速發展，自動化超聲系統正逐步與微型電子計算機聯用，能夠實現智能化，數據處理自動化，徹底提高信號處理能力，包括對缺陷的詳細信息的判斷，從而做出建議評價，進一步提高自動化檢測設備的可靠性和準確性。

結語

事實上，無論事前采取任何預防措施都只能減少變形量而不能消除變形，焊接后變形是難免的。但是為了符合油罐的生產標準，我們要不斷加強創新，從多方面探索新的檢測技術，以提高石油罐體的質量。

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