关于HFW管线管夏比冲击问题的分析

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1、关于HFW管线管夏比冲击问题的分析摘要：通过对某厂0355.6x16.0—X52M钢HFW管线管管体、焊缝、热影响区进行系列夏比冲击试验，利用Minitab16软件分析处理后，结果表明，管体和焊缝冲击韧性离散分布大，焊缝和热影响区冲击值存在交叉现象。指出管体冲击值离散分布大的原因是采购的同一炉号同一规格原料卷板各炉号之间力学性能存在差异；焊缝和热影响区冲击值存在交叉的直接原因是冲击制样精度控制不稳定。提岀了采购炉吨位大的同一炉号同一规格原料卷板、试样加工需要有效控制和提高制样精度的建议。1引言HFW管线管焊接工

2、艺是利用高频电流产生的集肤效应和邻近效应将热轧板卷边缘迅速加热至熔融状态，再通过机械挤压完成焊接。焊缝处的性能（特别是焊缝冲击韧性）是评价HFW管线管焊接质量的主要指标之一。在焊接过程中，两板边金属被加热到高温（1400-1450°C）z机械挤压时，金属表面C元素被烧损或富C液相（含C、S和Mn等）被挤出，从而在焊缝中心形成一道亮线（4%硝酸酒精溶液浸蚀）,称为焊缝熔合线。焊缝熔合线较窄，通常只有0.02~0.14mm[1],而V型缺口夏比冲击试样缺口底部为半径（0.25±0.025）mm的圆弧[2],在对夏比

3、冲击试样开V型缺口时，并不能保证每次缺口轴线均能与焊缝熔合线重叠，加之机加工制样精度等综合影响，使得冲击试验结果并不一定能反映HFW管线管焊缝真实的冲击韧性。2试验材料与方法试验材料选用X52M的五个炉批次中27个管体、27个热影响区、27个焊缝，试验温度均是-5°C;冲击尺寸均是10mmxiommx55mm。试样编号依次为A、B、C、D、E、F、G、H、I,利用ZBC2602-2摆锤冲击试验机分别进行各项夏比冲击试验，试验用HFW管线管管体、焊缝、热影响区冲击韧性原始数据见表1表1试验用HFW管线管冲击韧性试

4、样編号冲击韧性g/J炸缝热影响区A281295255190ISO25320302299B28429S303296288320290163316C3173233276992177331317346D262296290320306191288301323E290264203302256239323319308F29030124322331831306326311G258302264250262257306278274H23826927829429330274290284I2822102741691461972942

5、892913试验结果及分析通过Minitab16软件分别针对表1的数据进行分析，HFW管线管管体、焊缝、热影响区冲击韧性散点图分别如图1—图3所示。,・・355.616.01521L冲I>11D3131”H佯冲JiSdRW2；8图1管体冲击I355.6^16.01521l<冲J®101121粘於啊区冲diRii：I355.616.0X5W"IJ广T纣212■圧一介侪阪20ItIS311131痒缝冲击數II；299图3热影响区冲击3.1管体冲击分析图1说明：处在均值线278±2上的数据只有1个，即27&由此可见，

6、27个管体冲击数值离散分布大，计算得到标准差"30。原因分析：本次0)355.6x16.0—X52M共有5个炉号”约593t原料卷板，相当于每炉约〔20t,具体的原料每炉号的理化检测数据如下。3.1.1原料光谱元素分析利用SPECTROMAXxLMM15直读式电火花光谱仪分析得到表2O从表2可以得知，原料的各类元素含量均优于标准表？原料光谴元素百分比/%C21120.0S0.191.260.0110.0030.0260.0100.002C21120.0S0.201.290.0140.0030.0250.0090

7、.003C21120.070.201.290.0110.0030.0240.0100.002C22120.0S0.201.250.0120.0030.0270.0110.002C22120.0S0.191.260.0120.0030.02S0.0100.001标准W0.16<0.35W1.40WO025^0.011W0.05W0.05W0.05炉号CSiblnPSNbTiK他元素适3.1.2原料力学性能检验利用ZBC2602-2摆锤冲击试验机得到表3所示的力学性能数据。冲击功最低值是263J,最高值是331J,

8、极差是68J。计算表3,得到冲击功均值295J,标准差o=19.69。从而看岀标准差很大，充分说明了原料冲击韧性的不稳定性和离散性，这正好与图1分析得出管体的冲击韧性离散性大相对应。因此，笔者得出原料的冲击性能的稳定性直接决定了产品的冲击性能的稳定性这一结论。为此,笔者建议相关原料采购人员,一定要注重原料的冲击性能稳定性,尽可能采购炉吨位大的炉号卷板,即尽可能实现少炉多卷而不是多炉多卷