ERW直縫焊管在生產中的質量評定

唐少讓，歐耀輝，唐　宜，姜　輝

（湖南三一中陽機械有限公司，湖南 益陽 413000）

ERW直縫焊管在生產中的質量評定

唐少讓，歐耀輝，唐宜，姜輝

（湖南三一中陽機械有限公司，湖南 益陽 413000）

介紹了ERW直縫焊管的質量評定流程，包括在線無損探傷、焊縫內部組織結構分析、破壞性試驗（擴口和壓扁）和液壓試驗，并用實例驗證其合理性。試驗結果證明：該套質量評定流程完全滿足焊管的相關標準要求，可為ERW直縫焊管的批量生產及質量保證提供依據。

ERW直縫焊管；質量評定；無損探傷；金相；破壞性試驗；液壓試驗

ERW（高頻電阻焊）直縫焊管是指熱軋板卷通過高頻電流將邊部加熱熔化，在擠壓輥的擠壓作用下進行焊接成形。ERW是一種沒有外來填充金屬的壓力焊，焊接時通過高頻加熱，能量高且集中，焊接速度快，焊縫沖擊功較低且離散度較大。根據這些特點，ERW直縫焊管在生產過程中須進行相關試驗，以驗證焊縫質量是否合格，尤其是焊縫是否存在微裂紋、夾雜物、金相組織紊亂等缺陷。如果存在以上質量問題，須及時調整生產工藝參數，重新生產并試驗，直至合格。一套合理的質量評定流程能有效地降低焊管的不合格率，保證產品的質量［1］。

現以某公司生產的Φ133mm×4mm規格Q345B ERW直縫焊管為例，介紹ERW直縫焊管在生產中的質量評定方法。

1　質量評定流程

Φ133mm×4mm規格Q345B ERW直縫焊管的生產流程為：成型→高頻焊接→在線無損探傷→定徑矯直→飛鋸。參考GB/T 13793—2008《直縫電焊鋼管》，并根據企業的實際情況及客戶要求，設計質量評定流程。ERW直縫焊管的質量評定流程如圖1所示。ERW直縫焊管的質量評定流程由在線無損探傷、金相組織檢驗、壓扁和擴口破壞性試驗及液壓試驗組成［2-4］。

2　評定標準及過程

2.1在線無損探傷

（1）在線無損探傷原理。帶鋼成型、高頻焊接后，通過在線超聲波探傷設備，用超聲波來檢測焊管的焊縫，通過觀察超聲檢測儀顯示的超聲波在焊管中發生的傳播變化，來判定被檢測焊管的內部和表面是否存在缺陷，從而在不損壞被檢測焊管的情況下，評估其質量。

圖1　ERW直縫焊管的質量評定流程

（2）在線探傷過程。將探傷站探測臂旋轉置于直縫焊管生產線中，通過攝像頭觀察焊縫位置，利用操作桿調節探頭前后位置，使焊縫與激光重合，并保存參數。通過DATA SERVR和DACQ計算機輸入鋼帶卷號。觀察探傷界面波形顯示，當波形超過報警線時，對比測厚信息，判斷是否為缺陷波、干擾波信號，并目視檢查管材，查看波形是否超過報警線，超過報警線時會報警，報警則及時停機，重新調整焊接參數［5-7］。探傷結果輸出波形沒有超過報警線，且無報警，焊縫合格。

2.2金相檢驗

焊管經過在線探傷、飛鋸下線后，即使在線探傷沒出現報警，但為提高焊管質量的可靠性，須查看焊縫的金相組織結構。

從樣管中取一含焊縫的試樣，將試樣的焊縫磨平、拋光，用金相顯微鏡觀察焊縫的內部組織。

（1）焊縫的金相顯微組織。觀察高頻焊縫的金相顯微組織，確認焊縫區及熱影響區的金相組織特征、焊縫區夾雜物、微裂紋、焊縫組織缺陷等。顯微組織評價一般要求在焊縫經過熱處理后，用來判斷熱影響區粗大組織是否完全消除，以及是否與母材組織基本一致，焊縫熔合線是否存在夾雜物。焊縫夾雜如圖2所示，焊縫夾雜物是影響焊縫強度和韌性的重要因素，也是焊縫斷裂的裂紋源。無缺陷焊縫組織如圖3所示，一般來說，焊縫無夾雜，無微裂紋，且組織結構條理清晰，說明焊縫合格。

圖2　焊縫夾雜示意

圖3　無缺陷焊縫組織示意

（2）金屬流線形態。金屬流線是焊縫在一定高溫下，局部熔化或半熔化的金屬在擠壓力作用下所形成的一種特殊形狀的結晶組織，也是焊接擠壓力大小與方向、線能量與焊接速度的綜合體現。高頻焊接時，鄰近效應和集膚效應使帶鋼邊緣處于熔化和半熔化狀態，在擠壓輥的壓力下，焊縫金屬向內外方向流動，焊縫兩側母材流線上升形成一個夾角，稱流線角α。金屬流線角α如圖4所示［8-9］。金屬流線角α一般在40°～70°時判定焊縫為合格；超出此范圍，需要及時調整焊接的工藝參數。從金屬流線角實物圖可看出：金屬流線角α為60°，判定焊縫合格。

圖4　金屬流線角α示意

2.3破壞性試驗

在在線探傷、金相顯微組織都合格的情況下，為進一步保證焊縫合格，需做壓扁和擴口破壞性試驗。

（1）壓扁試驗。切約100mm焊管，放置在油壓機下，焊縫位置與油壓機下壓的方向垂直，啟動油壓，慢慢將焊管壓下，壓至直徑的3/4時，查看焊縫是否開裂［10］。若無裂紋，焊縫合格；若有開裂，及時調整焊接工藝參數。壓扁試驗后的試樣如圖5所示。從圖5可看出：在壓扁試驗后，焊縫處無裂紋，因此焊縫合格。

圖5　壓扁試驗后的試樣示意

（2）擴口試驗。切約100mm焊管，放置在一個錐形頂芯上；圓錐頂芯應具有相關產品標準所規定的錐度，其工作表面應磨光并具有足夠的硬度，頂芯角度可以為30°、45°、60°；將錐形頂芯置于油壓機下，啟動油壓，緩慢將焊管壓下，當擴口至8%時，查看焊縫是否開裂［11-12］。若無裂紋，焊縫合格；若有開裂，及時調整焊接工藝參數。擴口試驗后的試樣如圖6所示。從圖6可看出：在擴口試驗后，焊縫處無裂紋，焊縫合格。

圖6　擴口試驗后的試樣示意

2.4液壓試驗

液壓試驗是焊管質量檢驗的最后一道工序。在進行液壓試驗時，先用法蘭卡夾將焊接法蘭后的焊管兩端密封，再向管體內注滿水并逐步施加壓力至相關標準要求的壓力，待穩壓一段時間后，目測管體焊縫處有無滲漏現象［13-15］。若無滲漏，焊縫合格；若有滲漏，及時調整焊接工藝參數。在液壓試驗時，焊縫處無滲漏，焊縫合格。

3　結　語

EWR焊管是經高頻加熱后擠壓成型的，如果生產工藝控制不當，加工參數不穩定，易出現批量質量問題。本文介紹了高頻焊管的質量評定流程，并通過在線探傷、金相組織檢驗、破壞性及液壓試驗，驗證了該套質量評定流程完全滿足焊管的相關標準要求，證明了該套流程方案可行，為ERW直縫焊管的質量提供了保障，對焊管生產的質量控制有重要的指導意義。

［1］史宏德，葉歡，夏喜紅，等.ERW直縫焊管首檢工藝流程對首檢質量和效率的影響［J］.焊管，2008，31（1）：81-83.

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［15］王高田.焊管生產過程工序質量動態管理［J］.焊管，2004，27（3）：74-75.

In-p rocess Quality Eva luation of ERW Tube

TANG Shaorang，OU Yaohui，TANG Yi，JIANG Hui
（Hunan SANY Zhongyang Machinery Co.，Ltd.，Yiyang 413000，China）

Elaborated in the essay is the quality evaluation process flow for the ERW tube which consists on-line NDT，analysisofweld internal structure，destructive tests（flaring and flattening）and hydraulic test.The reasonability of the flow is verified via actual operation cases.And the test results show that the said quality evaluation process flow is in full compliance with the requirements under applicable welded tube specification，being capable of providing basis formassive production and quality assurance of ERW tubes.

ERW tube；quality evaluation；NDT；metallograph；destructive test；hydraulic test

TG335.75!!

B!

1001-2311（2016）03-0049-03

唐少讓（1983-），男，碩士，工程師，主要從事直縫焊管調型工藝工作。

（2015-12-13；修定日期：2016-01-24）