平板焊管焊缝质量检测与缺陷焊管自动剔除系统的-研究

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1、山东科技大学碗士学位论文绪论1绪论80年代以来，焊管机组的建设一直很活跃，由于不断采用新技术，焊管的焊缝质量大大提高，焊接区的强度、韧性等指标甚至可以达到或超过母材【1]。正因为如此，焊管在继续占据着水、煤气输送、建筑建构、电线套管等较低强度的钢管市场外，在锅炉、石油油井、化工设备、机械构件、汽车工业以及高压流体输送等领域广泛地与无缝钢管进行市场竞争。其市场份额越来越大。焊管用钢也不只是原来的碳素钢，而向合金钢和不锈钢等高质量钢发展【2】。1．1焊管品种的发展1．1．1汽车用管汽车用管是精密钢管中具有代表性的品种之一，他与普通钢管的主要区别是尺寸精度高、壁厚

2、公差小、内外表面光洁、机械及工艺性能稳定，能承受冲击、弯曲加工等【3】。目前在汽车生产领域，为了减低运行成本，减轻车重正成为主要的发展方向。要达到这一点，首先是采用超高强度焊管。目前日本已通过高频感应加热淬火开发出1470--,1570MPa级超高强度焊管，用于在汽车门梁振动中起保护作用。由于该焊管具有较高的吸能吸热水平，减少了汽车的重量和成本；其次是采用成本低、精度好、重量轻的薄壁焊管[4】。国外已开发出EH70_—C和EH70一H传动轴用高强度焊管(抗拉强度686MPa)，在此基础上日本又开发了抗拉强度达780MPa的具有高韧性、高延性、高吸收冲击载荷能

3、力以及良好焊接性能的传动轴用焊管【5】。汽车排气系统中的排气管在成型过程中往往要进行复杂的加工，需要具有优良的成型性能，过去通常采用铸铁制品和渗铝钢制品。近年来随着钛稳定型Cr不锈钢等新钢种的开发定型，以及特殊的低变形量成型机的开发，成功地解决了高额焊接焊缝区塑性低下的障碍，开发出了高延伸性SUS409不锈钢高频焊管【6】。另外随着激光焊接技术的引入，使得不锈钢焊管的焊缝晶粒细小、焊接热影响区小，成型性能大大提高，已取代了原来的铸造排气管及消音器管，从而进一步提高了汽车生产效率，减轻了自重。1．1．2锅炉用管当今世界动力锅炉主要发展方向之一是提高热效率、节约

4、能源。而提高热效率的最直接途径是提高锅炉蒸汽温度和压力，因此对钢管的要求是使用温度更高、热强度更好。为了降低成本，早在50年代后期美国就率先采用电焊管制造低中压锅炉管，以后德国和日本也相继在锅炉上应用焊管【7】。日本从1964年开始生产焊接高压锅炉管。由于电焊钢管尺寸精度高、表面质量好、生产成本低，因而使用范围不断扩大，近年来已应用于350MW大型电站的锅炉上。电焊钢管主要用于锅炉的水壁管、加热器管及过热器管，钢种为碳素钢及低合金钢(STBAl2、STBA20、STBA22)。目前在工业发达国家电焊锅炉管已占锅炉管总产量的30％以上，而日本焊接锅炉管的比例已

5、超过60％[8]。生塞型垫盔兰堡主兰垒笙塞堑笙1．1．3油井管由于能源替代技术进展缓慢，世界各国对石油天然气的需求仍在不断增长。随着容易开发的油气资源越来越少，石油天然气的开发不得不向深海、沙漠、南北极地区以及含强腐蚀介质等环境条件更加苛刻的油气田发展，这样对油井管的需要量不断增加，同时钢级也在不断提高，由以前的P110、Q125提高到V15019]。由于用户对油井管的性能要求更加严格，要求具有高强度、耐高温、耐腐蚀以及耐压溃性能，过去大都使用合金无缝钢管，但成本较高，而焊管比无缝钢管的尺寸精度高、晶粒细化、价格便宜，随着焊管生产技术的发展使得焊管在性能上可

6、以与无缝钢管相媲美，而且焊接套管尺寸精度高、韧性好．抗挤性能比无缝钢管高30％，抗爆裂性能高50％【10]。于是越来越多的国家开始将ERW焊管用作油井管，其使用状况也打破了“焊接油套管多用于浅井，无缝管多用于深并”的普通做法，迄今为止世界上最深的一口井使用的正是焊管。目前焊接油套管不仅用在陆地，而且还用于海洋油气并中，使用的钢级也不仅限于J55，而达到NSO、PIIO，甚至APl5CT标准已允许Q125钢级的油并管采用焊接钢管。据资料介绍，日本的焊接油套管已达70％以上，而其他工业发达国家的焊接油套管的比例也在40％一55％左右【11】。I．I．4管线管随着

7、在气候和地理位置上(例如北极圈、高寒地带、沙漠、海洋等)以及输送流体环境上(如含C02、H2S和氯化物等腐蚀介质)较以前更加严酷的油气田的开发，各国对油气输送管线的要求更加严格且更加多样化[121，同时也促进了输送管线用焊接钢管的不断发展，其发展主要表现在：①开发抗应力腐蚀开裂(scc)和抗氢致裂纹(HIc)焊管。腐蚀引起的管线失效居管线失效之首，因此抗腐蚀管线管的开发是各国的努力方向。目前有些国家采用超低碳、超低硫磷含量的管线管；有的采用13Cr管线管；有的则采用复合钢管来解决：②提高焊管强度。在大量采用X65、X70管线管的同时，加速研制XS0及X100

8、钢级，并己获得成功【13】；③改进焊管的断裂韧性，降