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焊管史话之二十二高频焊接钢管生产工艺技术的成熟韩宝云【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2013(000)012【总页数】2页(P66-67)【作者】韩宝云【作者单位】北京钢铁研究总院新冶高科技集团有限公司【正文语种】中文高频焊接技术起始于20世纪50年代，成熟于60—70年代，历经10多年的发展，形成了完善的生产工艺，奠定了现代高频焊管生产技术的基础。

自70年代后至今，在成型、焊接、探伤等多方面的技术虽均有发展和突破，但高频焊管生产基本工艺并无大的变化。

1 高频焊管生产工艺技术的发展历经10多年发展，直到20世纪60年代末、70年代初，高频焊管生产技术奠定了现代工艺基础。

首先成型技术得到显著改进，产品范围向厚壁管和薄壁管均有扩展，形成了定型的中小直径焊管辊式成型技术。

焊机功率提高到700 kW，提高了焊接速度，并实现了厚壁管的焊接。

而焊接输入功率自动控制技术的出现，提高了焊缝质量及其稳定性，开始工业性生产低合金焊管。

高频焊管诞生之初，焊接质量的检查和评定一直由肉眼人工检查。

进入20世纪60年代，出现了各种焊缝无损检测技术和装置，诸如旋转超声探伤、焊缝跟踪超声探伤、涡流探伤、电磁探伤等。

配置了这些焊缝无损检测装置的生产线可以更好地保证焊管质量的可靠性。

内毛刺去除技术也得到了完善，毛刺去除后钢管内表面质量可以通过无损检测，进一步增加了焊管附加值。

多级频率（180 Hz/360 Hz）焊接取代低频焊接（60 Hz）后，焊接速度提高到了40～60 m/min。

高频焊接技术应用后，在很多情况下焊接速度已经不再是生产速度的瓶颈，生产速度主要受制于其他因素。

这又大大促进了自动开卷、自动切头对焊、自动化活套和高速飞锯技术的发展，呈现了高频焊管生产技术的快速发展期，形成了现代焊管机组的基本设备组成。

在此相互促进下，高频焊管生产速度得到迅速提高，小直径机组生产速度甚至高达200 m/min。

以活套技术为例，可以看到这一高频焊管生产技术快速发展期的轨迹。

焊管2020年第43卷参考文献:[1]吴松,陈颂辉,蔡绪明.包申格效应对螺旋焊管强度的影响[J].焊管,1998,21(6):25-29.[2]黄明志.金属力学性能[M].西安:西安交通大学出版社, 1986.[3]吉玲康.对影响管材屈服强度的包申格效应试验分析[J].油气储运,2004,23(10):33-35.[4]李建一,王旭,孙灵丽,等.X80钢级热轧板卷及螺旋焊管拉伸性能统计分析[J].焊管,2014,37(3):55-59.[5]API SPEC5L—2012,Specification for Pipeline[S].[6]孙宏.螺旋埋弧焊管制管前后拉伸性能变化的统计分析[J].焊管,2011,34(2):13-16.[7]李年,朱维斗,李小波,等.试制X80输油气管线钢的包申格效应研究[J].机械强度,2005,27(1):78-81. [8]吉玲康.螺旋缝埋弧焊管拉伸性能测试中的包申格效应[J].石油工业技术监督,2005(1):24-26. [9]尹国耀.螺旋埋弧焊钢管卷制中包申格效应的机理分析[J].油气储运,2003,22(7):44-47.[10]黎剑峰,冯钊棠.直缝焊管制管工艺对钢管横向拉伸性能影响探讨[J].焊管,2006,29(5):25-29. [11]高惠临.管线钢的形变强化、包申格效应与钢管强度[J].焊管,2010,33(8):5-8.[12]王树人,叶苏锦,王昱,等.X80钢级板卷强度的分析与研究[J].钢管,2008,37(6):22-26. [13]潘家华.关于管材的包申格效应[J].焊管,1997,20(1): 1-3.[14]朱维斗,李年,杜百平.包申格效应对板料与成品管屈服强度与屈强比的影响[J].机械强度,2006,28(4):503-507.[15]黄明浩,徐烽,黄国建.影响管线钢屈服强度的因素探讨[J].焊管,2008,31(3):20-23.—————————————————作者简介:蔡文利(1979—),女,高级工程师,主要从事螺旋埋弧焊管焊接工艺与设备等方面研究。

除母材原奥氏体晶界碳化物，从机理上防止Ⅳ型开裂倾向；焊后对接头进行正火+回火热处理，使接头组织恢复到焊前母材的组织，接头和母材的蠕变强度几乎相等。

不难看出，优化母材成分和组织是控制9%Cr 耐热钢接头Ⅳ型裂纹倾向的必要条件，而采用正确的工艺措施（含HAZ 宽度）则是控制Ⅳ型裂纹倾向的充分条件。

二者缺一不可。

5结论（1）发生在9%Cr 钢接头HAZ 细晶区和临界区的裂纹被称为Ⅳ型裂纹，该裂纹沿晶界粗大析出相产生的蠕变空洞或微孔串接扩展，试样无明显颈缩，属于蠕变损伤性质的典型脆性断裂裂纹。

（2）在9%Cr 耐热钢接头HAZ （细晶区和临界区），不均匀的马氏体+碳化物+微量δ-铁素体显微组织是该区Ⅳ型裂纹形成的组织因素。

（3）在Ⅳ型开裂的其他多种影响因素中，HAZ 宽度对接头蠕变断裂强度的影响也很明显，母材中添加适量的B 使焊接接头获得了良好抗蠕变断裂性能（含Ⅳ型裂纹抗裂性能），焊接工艺因素的影响亦不可忽视。

（4）优化母材成分和显微组织是控制Ⅳ型裂纹倾向的必要条件，而采用正确的工艺措施则是控制Ⅳ型裂纹倾向的充分条件，二者缺一不可。

参考文献院[1]Abson D J and Rothwell J S.Review of Type IV Crackingof Weldments In 9%-12%Cr Creep Strength Enhanced Ferritic Steels[J].International Materials Reviews ，2013，58（8）：437-473.[2]Falat L ，Ševc P ，Ĉiripov áL.Creep Cracking of Similar AndDissimilar T92Steel Weldments [J].Powder Metallurgy Pro-gress ，2015，15（special issue ）：130-137.[3]Mayr Peter ，Schlacher Christian ，Siefert John A ，et al .Micro-structural features ，mechanical properties and high tempe-rature failures of ferritic to ferritic dissimilar welds [J].Inter-national Materials Reviews ，2018（1）：1-28.[4]El-Salam ，Mahallawi I.El ，Koussy R.El.Influence of heatinput and post-weld heat treatment on boiler steel P91（9Cr-1Mo-V-Nb)weld joints Part 1—Microstructure [J].Inter-national Heat Treatment and Surface Engineering ，2013，7（1）：23-31.[5]Seliger Peter ，Schinkel Hilmar.Creep-repture strength ofwelded joints made of X10CrMoVNb9-1(P91)[J].Welding and cutting ，2002（4）：194-199.[6]陈伯蠡.关于铁素体系耐热钢焊接接头的Ⅳ型开裂[C].苏州：超（超）临界锅炉用钢级焊接技术论文集，2005：77-83.[7]A be F ，Tabuchi:M.Microstructure and creep strength of weldsin advanced ferritic power plant steels[J].Sci.Technol.Weld.，2004，9（1）：22-30.[8]Albert S K ，Tabuchi M ，Hongo H ，et al .Effect of welding pro-cess and groove angle on type Ⅳcracking behaviour of weld joints of a ferritic steel[J].Sci.Technol.Weld.Join.，2005，10（2）：149-156.[9]Tabuchi Masaaki ，Kondo Masayuki ，Kubo Kiyoshi ，et al .Im-provement of type Ⅳcreep cracking resistance of 9Cr heat resisting steels by boron addition[J].OMMI ，2004，3（3）：1-12.[10]Francis J A ，Cantin G M D ，Mazur W ，et al .Effects of weldpreheat temperature and heat input on type Ⅳfailure[J].Science and Technology of Welding and Joining ，2009，14（5）：436-442.[11]杨富，章应霖，任永宁，等.新型耐热钢焊接[M].北京：中国电力出版社，2006.欢迎订阅2020年《电焊机》杂志《电焊机》杂志是中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊）、《中文核心期刊数据库》收录期刊、“英国《科学文摘》（INSPEC ）来源期刊”“俄罗斯《文摘杂志》收录期刊”“美国《剑桥科学文摘》（CSA ）收录期刊”“波兰《哥白尼索引》（IC ）”收录期刊等。

《钢管》杂志伴随我国焊管工业共同成长——贺《钢管》杂
志创刊50周年
王晓香
【期刊名称】《钢管》
【年(卷),期】2014(043)003
【摘要】回顾了我国焊管工业的成长历程,并以东北“八三”管道、陕京输气管道、苏丹原油外输管道、西气东输工程为例,分述了各阶段的焊管工业发展和产品开发
情况;简述了我国焊管行业学术活动的相关情况,认为《钢管》杂志在传播先进机组、交流发展经验等方面起到了重要作用.
【总页数】3页(P6-8)
【作者】王晓香
【作者单位】中国金属学会轧钢学会焊接钢管学术委员会,河北青县062658
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.75;T-1
【相关文献】
1.适应“新常态” 开创新局面努力提高我国钢管工业的发展质量和效益——中国
钢结构协会钢管分会理事长李强2015年1月31日在钢管分会六届三次会员代表大会上的讲话(节选) [J],
2.把握“新常态”创新促发展努力推进我国钢管工业转型升级——中国钢结构协会钢管分会理事长李强2015年9月19日在钢管分会六届四次理事(扩大)会议上的
讲话(节选) [J],
3.我国油井管、电站锅炉管国产化的发展历程——纪念《钢管》杂志创刊50周年[J], 杨秀琴
4.面对“新常态” 谋求新发展以改革创新推动我国钢管工业的转型升级——中国钢结构协会钢管分会理事长李强2014年9月20日在钢管分会六届三次理事(扩大)会议上的讲话(节选) [J],
5.我国钢管工业进入调整期后的思考——中国金属学会轧钢学会钢管学术委员会常务副主任委员兼秘书长成海涛2010年11月3日在钢管学会五届六次年会上的工作报告(节选) [J], 成海涛
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理圯騙腊-物理分冊苗龙：16M n D R钢低温压力容器焊缝返修裂纹产生原因分析b)高倍图8裂纹打开后形貌Fig.8 Morpholog> after crack opening: a) at low magnification；b) at high magnification金属液化裂纹特征。

裂纹分布在封底焊道底部多层 焊缝的层间位置.此处为外口碳弧气刨清根位置。

碳弧气刨主要是利用碳棒或石墨与工件间产生的电 弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现在金属 表面上加工沟槽的方法。

碳化气刨操作时常会出现 操作不当导致夹碳、黏渣、刨槽不正和深浅不匀等缺 陷，进而很容易在后续焊接过程中产生气孔、缩孔以 及未熔合等缺陷。

同时，本次返修过程中存在焊接 热输人较大的情况，容易使焊缝中的低熔点物质在 返修温度较高的环境下发生晶界液化。

并且焊接预 热和焊后热处理均采用局部加热方法，导致补焊处接头位置应力过大，从而形成裂纹。

3结论及建议该16M nD R钢低温压力容器焊缝返修后产生的裂纹为典型的焊缝金属液化裂纹。

返修操作工艺控制不当，使得补焊处显微组织异常，补焊处硬度过 高、残余应力过大，导致裂纹在封底焊道底部多层焊缝的层间位置产生。

建议严格控制焊接工艺，尤其是封底焊道工序中碳弧气刨及清理工作，应保证焊道间不能残留锈、油脂、水分等物质。

同时，进行封底焊道焊接时，应严格按照焊接工艺控制焊接热输入，防止过高的焊接热输入导致封底焊道底部多层焊缝的层间位置出现低熔点物质的熔化，从而形成裂纹。

参考文献：[1]赵惠珍，胡家顺.16MnDR钢板力学性能及焊接性能试验研究[J].武汉化工学院学报，2000,22( 1):60-63. [2]李太仁，包晔峰，周昀_16MnDR焊接接头的低温力学性能[J].电焊机,2007,37(9) :69-72.[3]杨永建，王新.姜伟.16MnDR钢焊接接头组织与低温韧性的研究[J」.焊接技术，2016,45(5): 108-110.[4]李金泉，杨化仁，罗来科.16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展观察[J].南京理工大学学报.2002,26(2):61-64.[5]刘会杰.焊接冶金与焊接性[M].北京:机械工业出版社，2007.[6]陈冰川，陈伟民，朱伟青.在役压力容器焊接裂纹的成因分析及预防措施[】].理化检验（物理分册），2011,47(5)：229-332.欢迎订阅2020年度《理化检验-物理分册》杂志《理化检验-物理分册》杂志创刊于1963年，由上海材料研究所主办，是中国机械工程学会理化检验分会和失效分析分会会刊，是国内理化测试专业 领域最早、且具权威的一本应用类技术刊物.多次获 得国家机械行业和上海市优秀期刊奖，并被列为中国科技论文统计源期刊、中国科学引文数据库来源 期刊、中国学术期刊（光盘版）、中国期刊网收录期 刊、中国科学院《中国物理文摘》引用期刊和机械科 学研究院《机械制造文摘•焊接分册》收录期刊。

6结论采用立体视觉结合CAD 模型数据，快速扫描钢构件，自动识别焊缝，离线定义焊接方向和角焊高度，离线规划焊接动作序列，免示教，克服了钢结构工件品种多、批量小、工艺复杂等制约自动焊接设备应用的难题，为今后钢结构行业使用机器人焊接系统奠定了基础。

参考文献院[1]张锋.焊接机器人的应用进展分析[J].中国新技术新产品，
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焊接设备第49卷。

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