浅谈板材焊后波浪变形及超声波探伤

2015-02-02刘钊

中国新技术新产品 2015年3期

关键词：罐体油罐板材

刘钊

（长庆油田分公司物资供应处，陕西西安 710200）

一、板材焊后波浪变形

安装油罐时罐底板形状呈现出中间高、两边低的形状，除了罐体形状特殊外，钢板的材质也具有较薄的特点，这些都在不同程度上给油罐罐体的给组装带来难度，所以在现实中要改进焊接工艺，尽量减少焊后的波浪变形。

（一）变形的原理

钢材焊前波浪变形的主要原因是轧制时轧辊的间隙不一致，导致沿钢材的宽度方向产生了压缩率不均匀，最终引起钢材每根纵向纤维的延伸率不同所致。一般而言，压缩率大的部分便获得较大的延伸率，反之亦然，于是不同延伸部分的纤维相互作用，使延伸较多的纤维部分产生压缩应力，而延伸较少的纤维部分则产生了拉伸应力。在压缩应力的作用下，延伸得较多的纤维部分就会失去稳定性而发生皱曲，皱曲形式呈横向的波纹状，使板材产生轻微或者严重的波浪变形。基于以上原理，假若在石油罐体进行焊接之前，没有对板材进行正确有效地矫正，必然会产生板材焊后波浪变形。

在石油罐体建造过程中常发生的底板焊接后变形，除了以上原因外，还有一些自身特有的原因，如两板搭接角焊施焊时，焊接面温度高，非焊接面温度低，温度高的一面产生压缩塑性变形较大。冷却时，沿板厚出现不均匀的收缩，产生了角变形。除此之外，电弧对薄板进行加热时，会出现中间温度高，两边温度低的现象，这样就出现中间的应力与两边的应力是相互影响的反应，因此就出现焊缝纵向产生收缩变形。

（二）变形的表现

多钢板拼接制作立式储罐是石化行业常用的方法，利用该方法最值得注意的地方就是底板的焊接，因为底板焊接最易发生变形。在变形的诸多种类中波浪变形最常见，多表现为焊后波浪变形，也就是由于板架结构中板材和扶强材均以角焊缝连接，角焊缝的横向收缩，其中焊缝的外表面横向收缩大，内表面收缩小，造成角变形，每个扶强材处的角变形连贯起来就成为整个板材的波浪变形。事实上，只有采用合理的焊接方法和工艺，才能最大限度上减少变形的几率，提高罐底施工质量。

二、石油钢管的超声波探伤

焊管生产的必要工序就是超声波探伤，根据标准规定，所有被用于石油和电的输送套管，管体及两端焊缝均要进行无损损伤。现在国内焊管的机组配备都是超声波探伤。

自动化超声检测的系统分为两大类：

第一种是在线自动化超声检测系统，作为自动生产线上的一种检测系统，它在实施的过程能够对工件的合格性做出分选和标记，其系统本身的运行速度和检测时间需与自动生产流水线相符合，必须适应其高速稳定可靠的要求。

第二种是离线自动或半自动超声检测系统。现在国内的大多数采用自动化检测，在检测过程中，机械装置使得探头和被检测工件能够作相对运动，与手工检测相比，能够保证检测过程的稳定，速度上和面积上，自动化的要比手动的效率高，并且高效客观的标记和记录，能够避免人为因素下可能出现的错误或误差。保障了检测结果的有效性，大大减轻了工作人员的劳动强度。

但是自动化的系统本身也存在局限性，但是基于上述优点实现的条件是机器设备必须具有抗干扰性和完好的工作状态，机械设备本身的结构精度必须高，运行过程需稳定可靠。对于要检测的材料和工件，要有明确的分段和标准，否则容易发生误判和漏检。在自动化检测的过程中一个重要的指标是检测速度，探头和被检测工件的相对速度要保证被检测材料的全覆盖，并且保证有充分的探测时间，才能够获得足够强度的缺陷信号和足以用于判断的缺陷信号重复次数。都要做到综合考虑。

此外，随着技术的迅速发展，自动化超声系统正逐步与微型电子计算机联用，能够实现智能化，数据处理自动化，彻底提高信号处理能力，包括对缺陷的详细信息的判断，从而做出建议评价，进一步提高自动化检测设备的可靠性和准确性。