試論焊接鋼管壓扁試驗開裂的原因

姜帥

摘? 要：焊接鋼管是指對鋼板或鋼帶實施彎曲變形處理，將其弄成方形或圓形之后，再實施焊接的鋼管。此種鋼管表面均帶有接縫，所使用坯料多以帶鋼或鋼板為主。由于焊接鋼管在工程建設等領域中發揮著極大的作用，所以社會各界一直極為注重鋼管質量控制，并著重對鋼管壓扁試驗檢測展開了分析。文章將重點對焊接鋼管壓扁試驗開裂原因展開分析，期望能夠對焊接鋼管使用提供一定幫助。

關鍵詞：試驗裝備;金屬流線;焊接鋼管;壓扁試驗;開裂

Abstract： Welded steel pipe refers to the steel pipes that are welded after the steel plate or steel strip are given bending deformation treatment and made into a square or round shape. There are seams on the surface of this kind of steel pipe， and most of the billets used are strip steel or steel plate. As welded steel pipe plays an important role in engineering construction and other fields， people from all walks of life have always focus on steel pipe quality control， as well as the analysis of steel pipe flattening test. This paper will focus on the analysis of the causes of cracking in the flattening test of welded steel pipe， which is expected to provide some help for the use of welded steel pipe.

壓扁試驗是常見金屬管缺陷檢測手段，會通過對金屬管實施壓扁處理的方式，對其缺陷情況展開檢測。在具體展開試驗過程中，會將被檢測試樣放置在平行板之中，會通過對壓力機或其他方式的運用，對試樣展開均勻處理，直至其達到規定要求尺寸之后，停止施壓。會通過對試樣彎曲變形情況的檢查，確定試樣是否合格，是檢測焊接鋼管質量的有效手段。為更好展開壓扁試驗開裂分析，研究人員首先應對焊接鋼管施工基本情況展開研究。

1 焊接鋼管施工

焊接鋼管（以下簡稱焊管），具有生產效率高以及規格品種多等方面的優勢，在現場工程施工以及其他領域中應用較為廣泛，但由于受到加工工藝影響，焊管焊接位置是管材薄弱所在，焊管強度要低于普通無縫鋼管[1]。經過多年發展，焊管施工工藝已經得到顯著進步，螺旋焊管以及直縫焊管等焊管加工工藝水平得到了有效提升。兩種焊管焊縫方向是兩者性能差異的直觀體現，其中直縫焊管是直接通過焊接施工得到的，而螺旋焊管是按照螺旋線角度實施管坯打卷進而完成焊接任務的。就可靠性而言，直縫焊管的可靠程度更高。

作為焊管焊縫特有纖維組織形式，金屬流線是作為判斷焊接擠壓力的重要指標之一。如果金屬流線上升角度相對較大，則表明焊接擠壓力較高，被擠掉熔融金屬相對較多，通過這些可以判定板邊金屬焊合存在問題，很容易會出現冷焊狀況[2]。

2 鋼管壓扁試驗結果影響因素與試驗開裂原因分析

2.1 試驗結果影響因素

（1）試驗設備。各地區在實施焊管壓扁試驗過程中，所使用試驗設備以及試驗處理方式并不相同，現代較為常見壓扁測試技術，主要以兩端壓扁技術為主。在具體展開檢測時，會通過對壓力拉伸機或萬能試驗機（如圖2）的運用，對焊管實施兩端開裂試驗處理，但部分地區會通過在焊管中端實施壓扁測試的方式，展開相應試驗[3]。在不同擠壓部位以及擠壓量等因素干擾下，所得到的試驗結果會出現一定偏差，需要做好試驗設備管控。（2）材料質量。材料質量也是影響實驗結果精準程度的主要因素之一，其會在影響材料化學性能、物理性能等指標設置的同時，對質量指標構建形成一定干擾。在進行試驗時，可能會因為材料質量的不同，而選用不同的指標參數，會直接影響試驗結果。例如，在實施低壓流體運輸時，會通過對焊管的科學使用，展開低壓流體運輸。強調在實施取暖蒸汽以及水等流體運輸過程中，需要盡量選擇滿足相關標準要求的材料。按照標準要求，所選用材料外徑需要保持在60.3毫米以上，并要對電阻焊管實施壓扁試驗檢測，應通過對長于64毫米試樣的測試，獲得最終試驗結果，以便做出相關判斷與規劃設計。在此過程中，如果焊縫處存在裂口或裂縫問題，便會對試驗結果產生影響，所以需要做好試驗材料質量控制。（3）人員操作。人員操作所造成的影響主要體現在兩個方面：第一，由于人員專業能力以及綜合素養并不相同，所以在實施壓扁實驗操作時，也會呈現出不同的實驗結果，人員專業能力越強，所得到的實驗結果精準度也就越高，試樣選擇也更加具有代表性，能夠實現對焊管生產制造水平以及焊接工藝的精準評估;第二，人員操作規范程度，會對最終結果可靠性產生直接影響。因為實驗設計操作程序較為繁瑣且復雜，如果人員操作沒有得到有效規范，操作行為沒有形成統一，很容易會因為人員操作習慣的差異而導致實驗結果受到影響[4]。

2.2 開裂原因分析

（1）焊管內部存在雜質。為避免焊管在實施試驗過程中出現開裂或其他方面問題，確保焊管整體性能能夠與實驗要求相符，在實施開裂問題分析時，需要從斷面層物質元素著手，對斷面層硫化物展開分析，明確硫化物含量分配具體情況。同時需要對鋼管雜質實施全方位檢測，確保材料質量能夠與相應標準要求相符，以便將焊管出現裂紋可能性控制在最低。（2）焊管材質差別明顯。在根據相關依據實施鋼鐵劃分過程中，會將鍛造溫度作為主要判斷檢測依據。按照常用鋼鐵劃分形式，鋼鐵主要可以分為γ鐵、α鐵以及β鐵。其中α鐵開裂程度最高，且通過對相關技術的運用可以發現，α鐵開裂斷面在開裂后會形成縱裂紋。其他兩種鐵，雖然也存在開裂狀況，但開裂橫向分布較為突出，不會出現較為嚴重的縱裂紋。就鋼鐵開裂程度來看，其價值和整體程度有密切關聯，兩者呈現出反比例關系，即整體程度越高，表明價值越小。

3 開裂問題處理策略

3.1 增強焊管焊接水平

由于焊接工藝處理水平會對壓扁實驗質量產生直接影響，是導致開裂問題發生的主要原因之一。所以為有效減少開裂問題發生概率，需要做好焊接工藝強化處理。不僅要對人員焊接操作實施規范，做好專業性以及針對性培訓，保證人員操作質量，同時還要對焊接條件實施精準控制，要按照焊接技術具體情況，對焊接擠出量以及溫度展開合理管控，確保焊接處不會因為外界影響而出現開裂問題，保證焊管可加工性以及耐壓性[5]。此外，需要做好現有焊接技術優化，應按照具體施工要求以及性能指標等內容，對焊接工藝處理方案展開調整與完善，以求達到最佳焊接處理效果。

3.2 做好雜質預處理

實施焊管雜質預處理過程中，需要做好各項規范以及要求分析，不僅要對化學處理操作實施規范，同時還要在選礦階段做好整體成分分析，以便按照分析結果確定后續處理方式，做好氧化物以及硫化物等雜質處理。同時，在進行煉鐵操作過程中，也要適當增強整體操作過程監測力度，應保證每一環節操作規范性以及科學性，確保在煉鐵過程中能夠有效減少鋼材雜質含有量。此外還要在鋼鐵成型階段，做好化合物特性分析與利用，要按照鋼材使用需求，有選擇性對有害成分實施剔除。

3.3 注重生產工藝管控

進行焊管壓扁實驗操作前，實驗技術人員需要先對壓扁實驗方案展開分析與篩選。應按照具體性能需求，對焊管生產工藝展開嚴格管控，確?？梢詮脑搭^起達到切實強化焊管化學性能以及物理性能的目標，防止其在試驗過程中出現開裂問題。不僅要做好焊管成分比例混合分析，按照材質成分結果展開化學性能以及物理性能指標建設，為試驗提供精準標準支持，同時需要對鋼管鍛軋工藝實施優化，應通過對各種先進生產設備以及工藝的運用，保證焊管整體質量。

4 結束語

由于焊接鋼管在現代鋼材市場中有著不可忽視的地位，所以相關機構需要進一步加強對焊接鋼管壓扁實驗方式的研究力度。應在明確焊接鋼管基本情況的基礎上，按照壓扁實驗操作目標以及操作規范要求，科學展開實驗開裂影響因素控制，保證最終結果精準度以及可靠性，確保人員可以按照實驗開裂情況，精準對鋼管質量問題作出判斷，明確鋼管是否存在缺陷，以為焊接鋼管高質量運用奠定良好基礎。

參考文獻：

[1]吳國強，王小剛，劉光運.關于焊管熱處理后壓扁試驗失效的分析研究[J].科技創新與應用，2015（15）：36-37.

[2]陳平，趙凱.核電廠給水除氧器疏水管道焊接接頭開裂分析[J].管道技術與設備，2019（1）：32-34.

[3]馬輝，傅志強，劉錫貝，等.天然氣管道管彎曲試驗代替壓扁試驗可行性研究[J].中國測試，2016，42（7）：24-30.

[4]高春彥，楊衛平，李斌.圓鋼管混凝土K型焊接相貫節點力學性能數值模擬[J].西安建筑科技大學學報（自然科學版），2018（01）：18-22.

[5]王偉旬，關桂芬.焊接鋼管壓扁試驗開裂原因分析[J].南方金屬，2015（6）：24-26.