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    螺旋钢管断裂现象原因分析

    2019-09-03   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港调查队获悉:螺旋钢管是焊缝与钢管纵向平行的钢管。普通分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。
      
      直缝钢管具有工艺绝对复杂,疾速延续消费的特性,在民用修建、石化、轻工等局部有普遍用处。多用于保送高压流体或做成各种工程构件及轻工产品。
      
      1.直缝钢管的消费工艺流程螺旋钢管是经过双面埋弧焊机组将必定的规格的长条形钢带卷成圆管状并将直缝焊接而成钢管。钢管的外形能够是圆形的,也能够是方形或异形的,它取决于焊后的定径轧制。螺旋钢管的资料次要是:低碳钢及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金钢或其他钢材。螺旋钢管双面埋弧焊的消费工艺流程如下:2.螺旋钢管机组螺旋钢管的双面埋弧焊进程是在螺旋钢管机组中完成的。螺旋钢管机组普通由滚压成型、双面埋弧焊、挤压、冷却、定径、飞锯切断等部件组成,机组的前端配有储料活套,机组的后端配有钢管翻转机架;电气局部次要有高频发作器、直流励磁发电机和仪表主动掌握装置等组成。现以φ165mm螺旋钢管机组为例,其次要技术参数如下:3.双面埋弧焊钢管的双面埋弧焊正是使用交换电的趋肤效应和临近效应,钢材(带钢)经滚压成型后,构成一个截面断开的圆形管坯,在管坯内接近感应线圈核心四周旋转一个或一组阻抗器(磁棒),阻抗器与管坯启齿处构成一个电磁感应回路,在趋肤效应和临近效应的作用下,管坯启齿处边沿发作弱小而集合的热效应,使焊缝边沿疾速加热到焊接所需温度经压辊挤压后,熔融形态的金属完成晶直接合,冷却后构成一条结实的对接焊缝。
      
      双面埋弧焊是依据电磁感应原理和交换电荷在导体中的趋肤效应、临近效应和涡流热效应,使焊缝边沿的钢材局部加热到熔融形态,经滚轮的挤压,使对接焊缝完成晶直接合,从而到达焊缝焊接之手段。高频焊是一种感应焊(或压力接触焊),它无需焊缝填充料,无焊接飞溅,焊接热影响区窄,焊接成型美妙,焊接机械功能优良等长处,因而在钢管的消费中遭到普遍的使用。
      
      4.高频鼓励电路高频鼓励电路(又称高频振荡电路),是由装置在高频发作器内的大型电子管和振荡槽路组成,它是使用电子管的缩小作用,在电子管接通灯丝和阳极时,把阳极输出信号正反应到栅极,构成自激振荡回路。鼓励频次的大小取决于振荡槽路的电气参数(电压、电流、电容和电感)。
      
      5.螺旋钢管双面埋弧焊工艺5.1 焊缝间隙的掌握将带钢送入螺旋钢管机组,经多道轧辊滚压,带钢逐步卷起,构成有启齿间隙的圆形管坯,调整挤压辊的压下量,使焊缝间隙掌握在1~3mm,并使焊口两端齐平。如间隙过大,则形成临近效应增加,涡流热量缺乏,焊缝晶直接合不良而发作未熔合或开裂。如间隙过小则形成临近效应增大,焊接热量过大,形成焊缝烧损;或许焊缝经挤压、滚压后构成深坑,影响焊缝外表质量。
      
      5.2挤压力的掌握管坯的两个边沿加热到焊接温度后,在挤压辊的挤压下,构成单独的金属晶粒相互浸透、结晶,终极构成结实的焊缝。若挤压力过小,构成单独晶体的数目就小,焊缝金属强度降落,受力后会发作开裂;假如挤压力过大,将会使熔融形态的金属被挤出焊缝,不但升高了焊缝强度,而且会发作少量的内外毛刺,以至形成焊接搭缝等缺陷。
      
      5.3 焊接温度掌握焊接温度次要受高频涡流热功率的影响,依据公式(2)可知,高频涡流热功率次要受电流频次的影响,涡流热功率与电流鼓励频次的平方成正比;而电流鼓励频次又受鼓励电压、电流和电容、电感的影响。鼓励频次公式为:式中:f-鼓励频次(Hz);C-鼓励回路中的电容(F),电容=电量/电压;L-鼓励回路中的电感,电感=磁通量/电流中国钢管信息港调查队获悉:上式可知,鼓励频次与鼓励回路中的电容、电感平方根成正比、或许与电压、电流的平方根成正比,只需改动回路中的电容、电感或电压、电流即可改动鼓励频次的大小,从而到达掌握焊接温度的手段。关于低碳钢,焊接温度掌握在1250~1460℃,可满意管壁厚3~5mm焊透请求。另外,焊接温度亦可经过调理焊接速度来完成。
      
      当输出热量缺乏时,被加热的焊缝边沿达不到焊接温度,金属组织依然坚持固态,构成未熔合或未焊透;当输出热时缺乏时,被加热的焊缝边沿超越焊接温度,发作过烧或熔滴,使焊缝构成熔洞。
      
      5.4 焊缝经焊接和挤压后会发作焊疤,需求肃清。肃清办法是在机架上流动刀具,靠螺旋钢管的疾速活动,将焊疤刮平。螺旋钢管外部的毛刺普通不肃清。
      
      5.5 阻抗器是一个或一组螺旋钢管公用磁棒,阻抗器的截面积普通应不小于钢管内径截面积的70%,其作用是使感应圈、管坯焊缝边沿与磁棒构成一个电磁感应回路,发作临近效应,涡流热量集合在管坯焊缝边沿四周,使管坯边沿加热到焊接温度。阻抗器用一根钢丝拖动在管坯内,其核心地位应绝对流动在接近挤压辊核心地位。开机时,由于管坯疾速活动,阻抗器受管坯内壁的磨擦而消耗较大,需求常常改换。
      
      5.6 高频感应圈地位的调控高频感应圈应尽量接近挤压辊地位。若感应圈距挤压辊较远时,无效加热工夫较长,热影响区较宽,焊缝强度降落;反之,焊缝边沿加热缺乏,挤压后成型不良。
      
      一般来说,液压(气动)零件在设计时使用的力学性能指标,都是假定材料是均匀的、连续的、各向同性的,根据这种方法分析认为是安全的设计,有时也会发生意外断裂事故。
      
      研究发现,脆性断裂还与构件的使用温度有关。人们通过研究发现当温度低于某一特定温度值时,材料将会转变为脆性状态,其冲击吸收功明显下降,这种现象称为冷脆,在高强度金属材料中发生的低应力脆性断裂的过程中,材料组织远非均匀的、各向同性的。组织中会有裂纹、还会有夹杂物、气孔等缺陷,这些缺陷均可以看成为材料中的微裂纹。所以,设计时还要根据构件的工作温度来选取具有合适冷脆转变温度的材料。
      
      上式可知,激励频率与激励回路中的电容、电感平方根成反比、或者与电压、电流的平方根成正比,只要改变回路中的电容、电感或电压、电流即可改变激励频率的大小,从而达到控制焊接温度的目的。对于低碳钢,焊接温度控制在1250~1460℃,可满足管壁厚3~5mm焊透要求。另外,焊接温度亦可通过调节焊接速度来实现。
      
      螺旋钢管冷拔时,由于热轧管坯存在裂纹等缺陷或高精度冷拔管被制成油缸后,在使用过程中发生的断裂,几乎没有塑性变形发生,一般均为脆性断裂。脆性断裂是由多种原因引起的。如:晶界上有析出物时,不管其强度比基体强度强或弱,皆是产生裂纹的原因;晶界上夹杂物的偏析也是断裂的原因;另外,即使在远远小于屈服极限的交变载荷作用下,也会引起发生疲劳断裂现象。
      
      螺旋钢管温度控制计算方法中国钢管信息港调查队获悉:螺旋钢管焊接温度主要受高频涡流热功率的影响,根据公式(2)可知,高频涡流热功率主要受电流频率的影响,涡流热功率与电流激励频率的平方成正比;而电流激励频率又受激励电压、电流和电容、电感的影响。激励频率公式为:当输入热量不足时,被加热的焊缝边缘达不到焊接温度,金属组织仍然保持固态,形成未熔合或未焊透;当输入热时不足时,被加热的焊缝边缘超过焊接温度,产生过烧或熔滴,使焊缝形成熔洞。
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