Factores clave que afectan la calidad de la soldadura de tubos de acero soldados

La costura de soldadura es el eslabón débil deTubos de acero soldados, Y su calidad determina directamente si la tubería puede operar de manera estable durante mucho tiempo. Si la costura de soldadura tiene defectos como grietas, poros, inclusiones de escoria o fusión incompleta, puede provocar fugas al menos, y estallidos de tuberías o incluso accidentes de ingeniería en el peor de los casos. Entonces, ¿qué factores pueden afectar la calidad de la soldadura de tubos de acero soldados? Entonces, ¿cómo se puede llevar a cabo el control durante el proceso de producción? Ahora analizaré cada punto uno por uno.

1. La calidad de las materias primas
La calidad del acero en sí es el factor principal que afecta el rendimiento de la costura de soldadura, que incluye

(1) Composición química: el contenido excesivo de carbono reducirá la soldabilidad del acero y lo hará propenso al agrietamiento en frío. Cuando el contenido de impurezas como azufre y fósforo es demasiado alto, hará que el metal de soldadura se vuelva quebradizo. La distribución desigual de los elementos de aleación también puede conducir a un aumento en la sensibilidad de las grietas de soldadura.
(2) Calidad de la superficie: si la superficie de la tubería de acero tiene impurezas como manchas de aceite, óxido y escamas de óxido, es muy probable que produzca poros durante la soldadura. Si la superficie de la tubería de acero es desigual o tiene grietas, la calidad de la costura de soldadura también se deteriorará.
(3) Uniformidad de los materiales: si el grosor de las placas o tiras de acero utilizadas para la soldadura es desigual, provocará una distribución de calor desigual durante la soldadura, lo que resultará en una penetración insuficiente. Si hay inclusiones o poros dentro del material, pueden extenderse a la zona de soldadura, reduciendo la resistencia de la soldadura.

2. métodos de proceso de soldadura-diferentes procesos determinan diferentes características de costura de soldadura

Los procesos de producción de tubos de acero soldados incluyen principalmente tubos soldados de costura recta de alta frecuencia ERW, tubos soldados de costura recta de arco sumergido LSAW y tubos soldados de arco sumergido en espiral SSAW. Diferentes métodos tienen diferentes características:

ERW(Resistencia eléctrica soldada) tubería soldada de costura recta de alta frecuencia: el borde de la tira de acero se calienta al estado fundido a través del efecto térmico de la corriente, y luego se aplica presión para completar la soldadura.
Ventajas: Alta eficiencia de producción y costuras de soldadura limpias.
Desventajas: si la corriente o la presión no se controlan adecuadamente, es probable que se produzcan defectos como la fusión incompleta y la inclusión de escoria.

LSAW(Arco sumergido longitudinal soldado) costura recta Tubo soldado por arco sumergido: Utilizando tecnología de soldadura por arco sumergido, la costura de soldadura tiene una buena penetración profunda y es adecuada para tubos de acero de paredes gruesas de gran diámetro.
Puntos de control clave: estabilidad del arco y calidad del flujo; de lo contrario, puede ocurrir una penetración incompleta e inclusión de escoria.

Por SSAW(Arco sumergido espiral soldado) Tubo soldado con arco sumergido en espiral: la costura de soldadura tiene forma de espiral, tiene una buena capacidad de carga de presión y se usa a menudo para tuberías de transporte de larga distancia.
Riesgo de defecto: si el ángulo de solape de la costura de soldadura o los parámetros de soldadura no se controlan con precisión, puede causar una desalineación de la costura de soldadura o concentración de tensión.

3. parámetros de proceso de soldadura-determinar directamente la microestructura y las propiedades de la costura de soldadura
La selección de los parámetros de soldadura es de vital importancia. Los parámetros comunes incluyen:

Corriente y voltaje de soldadura: Corriente excesiva → La penetración de la soldadura es demasiado profunda, lo que resulta en quemado. Corriente demasiado baja → Fusión insuficiente del metal de soldadura; Voltaje inestable → arco inestable, propenso a agujeros de gas.

Velocidad de soldadura: si la velocidad es demasiado rápida → la costura de soldadura no está completamente penetrada y es propensa a producirse grietas. Velocidad demasiado lenta → entrada de calor excesiva, lo que resulta en granos gruesos en la costura de soldadura.

Control de entrada de calor: entrada de calor excesiva: crecimiento excesivo del grano del metal en la zona de soldadura, dureza reducida; Entrada de calor insuficiente: la costura de soldadura carece de fusión y tiene una resistencia insuficiente.

4. tratamiento térmico de la Post-soldadura (pwht)-alivio de tensión y mejora de la microestructura
Para el acero de alta resistencia y las tuberías de acero de paredes gruesas, el tratamiento térmico posterior a la soldadura es un proceso indispensable.

Eliminación de la tensión residual: durante el proceso de soldadura, debido al rápido enfriamiento y calentamiento, una gran cantidad de tensión permanecerá en la costura de soldadura y la zona afectada por el calor. El tratamiento de templado o recocido puede reducir el estrés y prevenir el agrietamiento en la etapa posterior.

Mejora de la microestructura de soldadura: el tratamiento térmico posterior a la soldadura puede refinar la estructura del grano y evitar la disminución de la tenacidad causada por los granos gruesos. Para las tuberías de acero de aleación, también puede reducir las estructuras endurecidas y mejorar la plasticidad y la tenacidad.

5. inspección y control de calidad-el punto de control final para asegurar la confiabilidad de las costuras de la soldadura

Las costuras de soldadura deben someterse a una estricta inspección de calidad. Los métodos comunes incluyen:

Ensayos no destructivos (NDT)
Prueba ultrasónica (UT) : Detecta defectos internos en soldaduras;
Pruebas radiográficas (RT) : detección intuitiva de poros internos y grietas en soldaduras;
Prueba de partículas magnéticas (MT) : Adecuado para detectar grietas superficiales;
Prueba penetrante (PT) : se utiliza para detectar grietas finas o poros en la superficie.

Prueba hidrostática
Inyecte agua en la tubería de acero y aplique presión para probar su rendimiento de sellado y resistencia a la presión.

Inspección visual
Compruebe si la costura de soldadura tiene defectos superficiales, como penetración incompleta, subcorte y cordones de soldadura.

Conclusión

La calidad de la soldadura de las tuberías de acero soldadas está influenciada por múltiples factores, que incluyen materias primas, procesos de soldadura, parámetros de soldadura, habilidades operativas, tratamiento térmico posterior a la soldadura, inspección de calidad y entorno de producción. Solo controlando exhaustivamente estos factores se puede garantizar que las tuberías de acero soldadas cumplan con los estándares internacionales como API 5L, ASTM A53 y EN, y desempeñen un papel confiable en campos como petróleo y gas, ingeniería de construcción y tuberías de suministro de agua.