[發明專利]一種HFW鋼管焊接接頭宏觀參數顯示方法

有效

• 申請號: 201910055119.1
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109870332B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 仝珂;張華;何小東;朱麗霞;叢深
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N21/84
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種HFW鋼管焊接接頭宏觀參數顯示方法，包括以下步驟：步驟1，試樣制備；步驟2，浸蝕劑制備；步驟3，試樣浸蝕；步驟4，焊接接頭宏觀參數形貌采集。本發明的HFW鋼管焊接接頭的金屬流線與焊縫熔合線邊界顯示非常清晰，試驗人員可以非常便捷地測量HFW鋼管焊接接頭金屬流線角、焊縫熔合線寬度、熱影響區寬度等焊縫參數結果，且檢測結果準確、可靠。

技術領域

本發明屬于金屬材料焊接技術領域，具體涉及一種HFW鋼管焊接接頭宏觀參數顯示方法。

背景技術

高頻焊接(High Frequency Welding,簡稱HFW)鋼管是采用頻率≥70HZ的高頻電流產生的集膚效應原理，把熱軋板卷邊緣進行加熱至熔融狀態，再通過機械擠壓方法進行焊接而成的一種直焊縫鋼管。由于HFW鋼管尺寸精度高和生產效率高、價格低的優點，在油氣開采及油氣集輸領域得到了越來越多的使用。在工業發達國家，直徑610mm以下的管道工程中HFW鋼管所占比例已達到70％左右。但在國內，HFW鋼管發展相對緩慢。與國外產品相比，國內HFW鋼管存在的主要不足就是焊接工藝質量不理想，容易出現焊縫夏比沖擊韌性低、焊縫易開裂等不合格產品。研究表明，焊接接頭宏觀參數分析對改進HFW鋼管焊接工藝具有重要的指導意義。因此，為了保證HFW鋼管焊接質量，中國石油Q/SY 1572.4-2015等標準都對HFW鋼管焊接接頭宏觀參數進行了明確規定。其中，HFW鋼管焊接接頭宏觀參數分析主要包括：金屬流線角測量、焊縫熔合線(也稱亮線)寬度測量、熱影響區(也稱腰鼓區)寬度測量等(如圖1所示)。以上參數準確測量的前提是焊接接頭宏觀參數的清晰顯示。

目前實驗室常用方法是采用3～4％的硝酸酒精溶液或5％的苦味酸溶液，對焊接接頭試樣浸蝕一定時間后，使用數碼相機拍攝得到HFW鋼管焊接接頭宏觀形貌圖片(如圖2所示)。試驗人員在拍攝的宏觀圖片上手動測量得到焊縫參數。但是現有技術至少存在以下問題：1)金屬流線難以顯示。特別是高鋼級的HFW焊管采用現有技術顯示后，無法準確測量金屬流線角；2)焊縫熔合線邊界顯示模糊。由于HFW鋼管焊縫非常窄，通常只有0.02～0.14mm，很難準確測量焊縫熔合線寬度。

因此，需要提供一種能夠將HFW鋼管焊接接頭宏觀參數清晰顯示的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種HFW鋼管焊接接頭宏觀參數顯示方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種HFW鋼管焊接接頭宏觀參數顯示方法，包括以下步驟：

步驟1，試樣制備：將焊接接頭橫截面試樣制備成鏡面，具體步驟包括磨光+拋光處理；

步驟2，浸蝕劑制備：將5g～10g的苦味酸濕粉倒入燒杯中，隨后加入蒸餾水，同時攪拌均勻，隨后加入0.5～1.5ml濃鹽酸及0.5～1ml的洗潔精；最后將配備好的溶液攪拌直到攪拌均勻。

步驟3，試樣浸蝕：將步驟1所制備的試樣檢驗面朝上放置燒杯中，倒入步驟2所制備的浸蝕劑，隨后將燒杯放入可調節溫度的電熱爐上進行侵蝕，浸蝕完畢后用鑷子將試樣從腐蝕液中取出；然后將試樣浸泡在無水乙醇液體中進行超聲波清洗3～5min，直至試樣表面的黑色腐蝕產物完全去除，最后將試樣表面吹干；

步驟4，焊接接頭宏觀參數形貌采集：使用帶有圖像采集及分析系統的金相顯微鏡觀察試樣焊縫形貌，隨后采集焊接接頭焊縫亮線組織及金屬流線組織照片。

進一步的，步驟1中，磨光處理是通過不同牌號的金相水砂紙對試樣檢驗面進行磨光，最后一道金相砂紙牌號應為1500#；拋光處理包括粗拋和細拋，分別使用2.5μm和1.0μm金剛石噴霧拋光劑對磨光后的試樣檢驗面進行拋光處理。

進一步的，步驟2中，蒸餾水加入至苦味酸濕粉全部溶解時結束；配備好的溶液攪拌5～20分鐘。

進一步的，步驟3中，電熱爐保持溶液溫度在60～80℃之間，浸蝕時間為20～30min。