ERW直缝焊管在生产中的质量评定

唐少让，欧耀辉，唐　宜，姜　辉

（湖南三一中阳机械有限公司，湖南 益阳 413000）

ERW直缝焊管在生产中的质量评定

唐少让，欧耀辉，唐宜，姜辉

（湖南三一中阳机械有限公司，湖南 益阳 413000）

介绍了ERW直缝焊管的质量评定流程，包括在线无损探伤、焊缝内部组织结构分析、破坏性试验（扩口和压扁）和液压试验，并用实例验证其合理性。试验结果证明：该套质量评定流程完全满足焊管的相关标准要求，可为ERW直缝焊管的批量生产及质量保证提供依据。

ERW直缝焊管；质量评定；无损探伤；金相；破坏性试验；液压试验

ERW（高频电阻焊）直缝焊管是指热轧板卷通过高频电流将边部加热熔化，在挤压辊的挤压作用下进行焊接成形。ERW是一种没有外来填充金属的压力焊，焊接时通过高频加热，能量高且集中，焊接速度快，焊缝冲击功较低且离散度较大。根据这些特点，ERW直缝焊管在生产过程中须进行相关试验，以验证焊缝质量是否合格，尤其是焊缝是否存在微裂纹、夹杂物、金相组织紊乱等缺陷。如果存在以上质量问题，须及时调整生产工艺参数，重新生产并试验，直至合格。一套合理的质量评定流程能有效地降低焊管的不合格率，保证产品的质量［1］。

现以某公司生产的Φ133mm×4mm规格Q345B ERW直缝焊管为例，介绍ERW直缝焊管在生产中的质量评定方法。

1　质量评定流程

Φ133mm×4mm规格Q345B ERW直缝焊管的生产流程为：成型→高频焊接→在线无损探伤→定径矫直→飞锯。参考GB/T 13793—2008《直缝电焊钢管》，并根据企业的实际情况及客户要求，设计质量评定流程。ERW直缝焊管的质量评定流程如图1所示。ERW直缝焊管的质量评定流程由在线无损探伤、金相组织检验、压扁和扩口破坏性试验及液压试验组成［2-4］。

2　评定标准及过程

2.1在线无损探伤

（1）在线无损探伤原理。带钢成型、高频焊接后，通过在线超声波探伤设备，用超声波来检测焊管的焊缝，通过观察超声检测仪显示的超声波在焊管中发生的传播变化，来判定被检测焊管的内部和表面是否存在缺陷，从而在不损坏被检测焊管的情况下，评估其质量。

图1　ERW直缝焊管的质量评定流程

（2）在线探伤过程。将探伤站探测臂旋转置于直缝焊管生产线中，通过摄像头观察焊缝位置，利用操作杆调节探头前后位置，使焊缝与激光重合，并保存参数。通过DATA SERVR和DACQ计算机输入钢带卷号。观察探伤界面波形显示，当波形超过报警线时，对比测厚信息，判断是否为缺陷波、干扰波信号，并目视检查管材，查看波形是否超过报警线，超过报警线时会报警，报警则及时停机，重新调整焊接参数［5-7］。探伤结果输出波形没有超过报警线，且无报警，焊缝合格。

2.2金相检验

焊管经过在线探伤、飞锯下线后，即使在线探伤没出现报警，但为提高焊管质量的可靠性，须查看焊缝的金相组织结构。

从样管中取一含焊缝的试样，将试样的焊缝磨平、抛光，用金相显微镜观察焊缝的内部组织。

（1）焊缝的金相显微组织。观察高频焊缝的金相显微组织，确认焊缝区及热影响区的金相组织特征、焊缝区夹杂物、微裂纹、焊缝组织缺陷等。显微组织评价一般要求在焊缝经过热处理后，用来判断热影响区粗大组织是否完全消除，以及是否与母材组织基本一致，焊缝熔合线是否存在夹杂物。焊缝夹杂如图2所示，焊缝夹杂物是影响焊缝强度和韧性的重要因素，也是焊缝断裂的裂纹源。无缺陷焊缝组织如图3所示，一般来说，焊缝无夹杂，无微裂纹，且组织结构条理清晰，说明焊缝合格。

图2　焊缝夹杂示意

图3　无缺陷焊缝组织示意

（2）金属流线形态。金属流线是焊缝在一定高温下，局部熔化或半熔化的金属在挤压力作用下所形成的一种特殊形状的结晶组织，也是焊接挤压力大小与方向、线能量与焊接速度的综合体现。高频焊接时，邻近效应和集肤效应使带钢边缘处于熔化和半熔化状态，在挤压辊的压力下，焊缝金属向内外方向流动，焊缝两侧母材流线上升形成一个夹角，称流线角α。金属流线角α如图4所示［8-9］。金属流线角α一般在40°～70°时判定焊缝为合格；超出此范围，需要及时调整焊接的工艺参数。从金属流线角实物图可看出：金属流线角α为60°，判定焊缝合格。

图4　金属流线角α示意

2.3破坏性试验

在在线探伤、金相显微组织都合格的情况下，为进一步保证焊缝合格，需做压扁和扩口破坏性试验。

（1）压扁试验。切约100mm焊管，放置在油压机下，焊缝位置与油压机下压的方向垂直，启动油压，慢慢将焊管压下，压至直径的3/4时，查看焊缝是否开裂［10］。若无裂纹，焊缝合格；若有开裂，及时调整焊接工艺参数。压扁试验后的试样如图5所示。从图5可看出：在压扁试验后，焊缝处无裂纹，因此焊缝合格。

图5　压扁试验后的试样示意

（2）扩口试验。切约100mm焊管，放置在一个锥形顶芯上；圆锥顶芯应具有相关产品标准所规定的锥度，其工作表面应磨光并具有足够的硬度，顶芯角度可以为30°、45°、60°；将锥形顶芯置于油压机下，启动油压，缓慢将焊管压下，当扩口至8%时，查看焊缝是否开裂［11-12］。若无裂纹，焊缝合格；若有开裂，及时调整焊接工艺参数。扩口试验后的试样如图6所示。从图6可看出：在扩口试验后，焊缝处无裂纹，焊缝合格。

图6　扩口试验后的试样示意

2.4液压试验

液压试验是焊管质量检验的最后一道工序。在进行液压试验时，先用法兰卡夹将焊接法兰后的焊管两端密封，再向管体内注满水并逐步施加压力至相关标准要求的压力，待稳压一段时间后，目测管体焊缝处有无渗漏现象［13-15］。若无渗漏，焊缝合格；若有渗漏，及时调整焊接工艺参数。在液压试验时，焊缝处无渗漏，焊缝合格。

3　结　语

EWR焊管是经高频加热后挤压成型的，如果生产工艺控制不当，加工参数不稳定，易出现批量质量问题。本文介绍了高频焊管的质量评定流程，并通过在线探伤、金相组织检验、破坏性及液压试验，验证了该套质量评定流程完全满足焊管的相关标准要求，证明了该套流程方案可行，为ERW直缝焊管的质量提供了保障，对焊管生产的质量控制有重要的指导意义。

［1］史宏德，叶欢，夏喜红，等.ERW直缝焊管首检工艺流程对首检质量和效率的影响［J］.焊管，2008，31（1）：81-83.

［2］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中华人民共和国国家标准化管理委员会.GB/T 13793—2008直缝电焊钢管［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［3］陈鹰扬，陈勤.高频焊管生产过程质量控制的三个环节［J］.焊管，2003，26（2）：53-55.

［4］刘建芳，刘科伟，陈建，等.高频焊管的常见缺陷及预防措施实践［J］.四川冶金，2013，35（4）：59-63.

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［11］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中华人民共和国国家标准化管理委员会.GB/T 242—2007/ ISO 8493：1998金属管扩口试验方法［S］.北京：中国标准出版社，2007.

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［13］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中华人民共和国国家标准化管理委员会.GB/T 3091—2008低压流体输送用焊接钢管［S］.北京：中国标准出版社，2008.

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［15］王高田.焊管生产过程工序质量动态管理［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

唐少让（1983-），男，硕士，工程师，主要从事直缝焊管调型工艺工作。

（2015-12-13；修定日期：2016-01-24）