直缝埋弧钢管优势和自动探伤工艺

直缝埋弧焊管是以钢板为原料，经过不同的成型工艺，采用双面埋弧焊接和焊后扩径等工序制成焊管。直缝埋弧焊管生产工艺不管采用哪种生产方法，如钢板波检查、铣边、边缘处理和成型后的管坯点焊、内外埋孤焊、波探伤、扩径、水压试管等工序基本上是大同小异，关键是成型工序不同。因此，根据成型工序，SAWL又可以具体分为辊弯成型（砌强）、连续扭转成型、UOE成型和JCOE成型工艺4种。

直缝埋弧焊接钢管制造工艺多种多样，各有特点，根本区别在于成型方式不同。从成型、效率、经济性和成型能力看，JCOE成型目前在大直径直缝埋弧焊管生产上占据发展优势。JCOE直缝埋弧焊管成型方式、经济，生产工艺：基本克服了螺旋缝焊管技术的不足，焊缝容易、残余应力小。因此，JCOE直缝埋弧焊管是近几年制管业发展的一个趋势。

直缝埋弧焊管以其性能优、尺寸等特点，适用于自然条件恶劣的三、四类地区。目前，国产直缝焊管的焊缝余高普遍偏高，对钢管生产、使用造成不利影响。因此，研究如何降低焊缝余高，对控制焊缝，降低生产成本、焊管后期使用中的隐患等具有的现实意义。

焊缝余高控制不当，造成的不利影响具体表现为以下几个方面：①焊缝余高过高会加大焊接材料的消耗，增加人工修磨成本。焊接时，焊接材料用于填充坡口及形成焊缝余高，壁厚越薄，则坡口尺寸越小，焊缝余高所占填充金属的比例就越大。对壁厚10mm以下的钢管，余高所占焊缝金属填充材料的比例在70％以上，降低焊缝余高可大幅度节约焊接材料，节约人工修磨成本；②焊缝余高过高会增加成本，降低。过高的焊缝余高使层在焊缝顶部明显减薄，不仅大幅度增加了涂料的消耗量，并且降低了焊缝附近层的附着性，管线服役中易产生剥离；③焊缝余高过高会增加钢管的隐患。焊趾是钢管应力、应变集中及组织弱化区，焊缝余高过大，增大了焊趾处的应力集中系数，易诱发径向裂纹等缺陷。由于无损检测条件的限制，当焊趾处几何形状不规则时，容易使浅表层的扩径裂纹被漏检，对钢管的后期使用带来隐患。

目前，石油气的长距离输送主要采用管道。长输管道所用的管线钢管主要有螺旋缝埋弧焊接钢管和直缝埋弧焊接钢管。由于螺旋埋弧焊管是以带钢为原料，壁厚有限，加之螺旋埋弧焊管存在焊缝较长、残余应力较大、焊缝性较差等难以克服的缺点，在人口稠密地区和性要求很高的地区，大直径直缝埋弧焊管已逐步取代螺旋埋弧焊管。

扩径是大直径直缝埋弧焊管生产中钢管的一道重要工序，管线钢管标准要求直缝埋弧焊管   经过扩径工序。

1、可提高钢管尺寸精度

目前，直缝埋弧焊管成型方式主要有UO，RB，JCO，C和Hu-Metal，采用这5种成型方式生产的钢管，不同程度地存在几何尺寸精度不高的问题。由于直缝埋弧焊缝是在管体的一侧进行内、外焊，因而钢管在热应力的作用下要发生弯曲变形，而焊缝部分纵向收缩量也较大，使钢管的直线度受到严重影响；另外，这5种成型方式生产的钢管，椭圆度均较大，尤其是JCO和C成型钢管。因此，   通过扩径、整圆等工艺提高钢管的几何精度。

2、减少或在制管、试验过程中引起的包辛格效应

由于钢管在成型和试验过程中会产生包辛格效应，使屈服强度下降，而钢管在扩径时冷作硬化，扩径后可提高钢管的屈服强度，这样就减少了为达到钢管的强度要求而提高板材等级所造成的浪费。

3、钢管成型和焊接的残余应力

冷扩径可以成型和焊接时造成的残余应力，钢管内应力的分布状态，从而避免因所输送石油或气中的H2S在钢管应力集中区域产生氢脆甚至裂纹的情况。

除此之外，扩径对焊接及焊接性能也是一种很好的检验。

直缝焊接钢管自动检测工艺流程的主要程序包括：系统启动、焊管上料、焊管传送、焊管转动、焊管夹紧定位、焊缝探伤、喷标、焊管夹具松开、焊管分选、焊管出料等内容。具体过程如下：

系统启动：按下启动按钮后。探伤系统电源通；若电源电压检测正常，则开始进行焊管上料：若电压检测不正常，报警器发出报警信号并断掉电源。

焊管定位：压力传感器检测到焊管经上料系统到达传送轨道后。开始送进焊管；焊管触碰到管前端行程开关后，钢管送进停止；钢管转动，使焊缝处于12钟点位置；然后焊管夹具夹紧钢管，若压力传感器在规定时间内检测到夹紧力达到预定值。则进行下一工序；若在规定时间内夹紧力不能达标。则夹持检测报警系统启动，开始发出报警信号。这时应按下急停按钮，检查焊管夹持机构。

焊缝探伤：当焊管夹紧检测正常后．耦合剂开始喷出，检测探头下压与焊管管体接触，焊管工进并开始探伤；若焊缝有缺陷存在，则焊管停止工进，探头抬起，喷标识；之后探头再次下压，钢管工进、探伤，直到焊管末端与管末端行程开关触碰后停止工进，耦合剂停止喷洒，探头抬起并复位。之后焊管快进，到达焊管分选机构。

焊管分选：焊管停止快进，焊管夹具松开；光电传感器检测焊管是否有缺陷标识。若有缺陷标识信号输入，则将焊管向前传送至伤管出口；若无缺陷标识信号输入，则钢管直接出料至合格焊管出口。至此，一个流程结束，开始下一个循环。

LSAW自动检测程控要点为：按下启动按钮，系统主电路电源接通，经检测电源电压正常，则各控制继电器在PLC相应指令下按时序相继接通。自动检测各程序相继进行。一根焊管经探伤、下料后，各控制继电器已相继断开，一个探伤循环结束，系统自动复位，准备下一根焊管的检测。当检测过程异常时，按急停按钮，则系统电源立即断开，可避免设备受到损害。

PLC应用于LSAW直缝焊接钢管自动检测，使得检测操作方便，检测精度及检测效率提高；设备维修容于板厚的增加．沿板厚方向出现较大的温度梯度和金属塑性流动的不均匀。所以优化搅拌头设计和添加辅助热源可提高FSW厚板高强铝合金接头的。FSW的温度场、流场和组织性能的模拟可以分析焊接机理和优化焊接工艺参数。并且降低试验经费。然而，将温度场、流场、固体力学模型融合到一个模型中，对FSW工艺过程进行模拟才是数值模拟研究的方向。