采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、维氏硬度仪及金相观察等分析手段,对开裂螺旋焊缝管进行取样分析,利用冲击试验测试了管道母材的抗开裂能力。结果表明:该管道焊缝存在明显缺陷,缺陷类型包括存在于焊缝中的焊缝金属裂纹和夹杂,存在于热影响区中的焊趾裂纹和焊接裂纹,同时在热影响区及母材中存在夹杂。在高外载作用下,由于焊缝区硬度高于热影响区及母材的硬度,使得焊趾裂纹先于焊缝金属裂纹向热影响区扩展。热影响区中沿轧制方向排列的层状夹杂的存在促进了裂纹的扩展,形成层状撕裂,最终导致管道沿热影响区开裂直至母材。
为分析含螺旋焊缝缺陷管道开裂原因,明确螺旋焊缝缺陷在服役期间是否发生扩展,分别在管道螺旋焊缝开裂处、缺陷尖端取样,进行组织分析、显微硬度测量及断口分析。结果表明,螺旋焊缝表面开口未熔合缺陷产生于焊管制造期,主要由管道焊缝错边导致。对于焊道轮廓,未熔合缺陷出现在几乎所有观察的试样里,说明在制造过程中焊接对齐和随后的检测存在明显的问题。本次所取老龄管道螺旋焊缝缺陷试样,未发现服役期间裂纹扩展迹象。
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