L415直缝电阻焊管开裂原因分析

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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术●失效分析●L415直缝电阻焊管开裂原因分析刘强，上官丰收，路彩虹，张良（中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西西安710065）摘要：通过对发生泄漏失效的直缝电阻焊管进行宏观分析、化学成分分析、金相分析、力学性能及电子显微镜分析，结果表明，该管发生泄漏失效的原因为焊接工艺不合理，焊缝冲击功较低，在熔合线内残留有大量的灰斑夹杂引发焊缝开裂。关键词：电阻焊管；泄漏开裂；灰斑；焊接工艺中图分类号：TG453+.9；TG457.6文献标识码：A文章编号：1001-3814(2011)03-0185-04Analysison

2、ReasonsforCrackofL415ERWPipeLIUQiang，SHANGGUANFengshou，LUCaihong，ZHANGLiang(CNPCTubularGoodsResearchCenter,Xi'an710065,China)Abstract：AleakagefailureofERWpipewasinvestigatedbymacroscopicanalysis,chemicalcomposition,metallurgicalanalysistesting,mechanicalpropertytestingandSEMobservation.Basedonth

3、esystematicanalysis,itcanbeconcludedthatthereasonsforERWpipecrackareunqualifiedweldingtechnology,thelowerimpactenergyofweldandlargenumbersofgrayspotinweldfusionline.Keywords：ERWpipe；leakage；grayspot；weldingtechnology2009年某油田使用的准457mm×7.1mmL415直缝电阻焊钢管发生泄漏失效，给制造厂和用户造成了不可估量的损失。本文试验研究了失效部位的理化性能、分析了焊

4、缝的流线和宏/微观断面，试图找出该次失效的原因。1理化检验及电镜分析1.1宏观形貌图2放大的泄漏口形貌发生开裂泄漏的直缝电阻焊钢管宏观形貌见图Fig.2Morphologyofleakage1，管壁上白色圆圈内为发生泄漏部位，管体没有发缝上有一处明显裂口，沿管体纵向扩展，宽约0.5～1现其他异常现象。对开裂口进一步放大见图2，在焊mm，长约55mm。沿泄漏裂口纵向截取5个试样，分别为金相试样2-2、2-3、2-4和金相样之间的试样A、B，如图3所示。通过对取下的5个试样观察发现：试样2-2、A、2-3和2-4裂纹从外表面向内表面沿焊缝逐步深入，但均未贯穿整个壁厚；试样B中裂纹已贯穿整图

5、1发生泄漏的直缝电阻焊管宏观形貌Fig.1Macro-morphologyofleakedERWpipe2-2A2-3B2-4收稿日期：2010-08-30作者简介：刘强（1983-），男，陕西西安人，工程师，主要从事石油管C面D面E面技术研究与应用相关工作；电话：029-88726372；图3泄漏部位取样示意图E-mail：liuq@tgrc.orgFig.3Samplingschematicdiagramofleakagesection《热加工工艺》2011年第40卷第3期185金属铸锻焊技术Casting·Forging·Welding2011年2月个壁厚。将所有试样沿裂纹面打开

6、，根据打开的原始裂为由外向内扩展。泄漏断口形貌进行拼合，复原管壁原始断口形貌见1.2化学成分测试图4所示。通过疵漏断口形貌可以看出，ERW管外从失效的管体上取样，用直读光谱仪和红外碳壁断面较长，约为55mm，内壁断面较短，仅有7硫分析仪对试样进行化学成分分析，分析结果表明，[1]mm，由于该钢管在加内压9MPa左右时发生疵漏，钢管的化学成分满足技术规格书要求。此时管子外壁受环向拉应力，初步可以判断泄漏开1.3金相组织观察分析55在失效管的管体、泄漏部位附近的焊缝及热影外壁响区截取金相样，使用MEF4M金相显微镜及图像分析系统对其进行观察分析。母材组织为铁素体、粒状贝氏体和少量珠光体，晶

7、粒度为11.6级，见图5。图6和图7分别为焊缝熔合线和热影响区的金相组织。从图中可以看出，焊缝及热影响区组织均为铁素内壁7体和珠光体，热影响区晶粒度为11级，焊缝处为10图4管壁原始断口形貌示意图Fig.4Schematicdiagramoftheoriginalfracturesurface级。在焊缝内有沿熔合线方向呈梭形链状分布的灰[2]色氧化物夹杂，即通常所说的“灰斑”，遍布整个焊(a)(b)缝熔合线中，长度约20～40μm。1.4力学性