專利名稱：一種驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中電弧燒傷缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中的電弧燒傷缺陷，尤其適合現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中電弧燒傷缺陷。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)的油氣管線建設(shè)事業(yè)方興未艾。西氣東輸二線工程西段、中亞管道工程、川氣東送管道工程等重點(diǎn)管線剛剛建成投產(chǎn)；而西氣東輸二線工程?hào)|段正在緊張建設(shè)； 此外中緬管線、西氣東輸三線、四線等油氣戰(zhàn)略通道已經(jīng)在籌劃之中。據(jù)國(guó)家規(guī)劃，至2020 年，我國(guó)油氣輸送管線基本形成分布合理、聯(lián)絡(luò)成網(wǎng)、互相調(diào)配、安全可靠、覆蓋全國(guó)主要區(qū)域的油氣管網(wǎng)，以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活需要。在管線施工過(guò)程中，環(huán)焊縫焊接是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅直接關(guān)系到工程的焊接質(zhì)量、施工效率和成本，而且對(duì)管線運(yùn)行期間的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)效益也有重要影響。管線在焊接時(shí)，由于電弧沖擊或操作不當(dāng)會(huì)引起管子內(nèi)外表面損傷，外觀表現(xiàn)為肉眼可觀察到的燒傷痕跡(小凹坑、異金屬堆積、金屬表面變色等)。這種缺陷降低了鋼管表面質(zhì)量，改變了管表面局部金屬組織及性能，為管線安全運(yùn)行留下隱患。目前，傳統(tǒng)的驗(yàn)收方法是根據(jù)API STD 1104-2005(《管線和相關(guān)設(shè)備的焊接》)規(guī)定，對(duì)未經(jīng)返修的電弧燒傷的驗(yàn)收需要測(cè)量缺陷的寬度、長(zhǎng)度及深度。但是，當(dāng)電弧燒傷中有肉眼和常規(guī)射線探傷可檢測(cè)到的裂紋時(shí)，則全部需要進(jìn)行切除焊口缺陷，并重新焊接。此夕卜，傳統(tǒng)的“常規(guī)射線探傷”只對(duì)裂紋類缺陷檢測(cè)判斷，無(wú)法檢測(cè)出燒傷造成的非裂紋類缺陷(組織改變等)，不能徹底去除燒傷缺陷。這就意味常規(guī)驗(yàn)收方法耗資大，效率低，嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度和質(zhì)量。因此，為了克服傳統(tǒng)方法的不足，需要有一種經(jīng)濟(jì)、高效、現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)的方法來(lái)驗(yàn)收電弧燒傷缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)、高效、現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)的方法來(lái)驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中的電弧燒傷缺陷方法。本發(fā)明所述的驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中的電弧燒傷缺陷方法包括以下操作步驟1)尋找電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)焊接環(huán)節(jié)中產(chǎn)生了不少于1處的電弧燒傷缺陷，首先通過(guò)宏觀尺寸尋找其中電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷；2)表面清理使用80-100目銼刀或電動(dòng)砂輪機(jī)將燒傷區(qū)域表面處高于母材的凸起去除；3)粗磨在燒傷區(qū)域表面先后使用120#、360#金相砂紙打磨，更換細(xì)砂紙后的打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止?；蛘呤褂帽銛y式金相磨光機(jī)進(jìn)行粗磨，更換細(xì)粒度磨頭后打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止。以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液，防止鋼管表面受熱影響而導(dǎo)致組織變化；
4)細(xì)磨在燒傷區(qū)域表面先后使用600#、800#金相砂紙打磨，更換細(xì)砂紙后的打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止。或者使用便攜式金相磨光機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，更換細(xì)粒度磨頭后打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止。以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液；5)拋光將細(xì)磨好的鋼管部位用水沖洗干凈后，使用電動(dòng)拋光磨頭先后加入粒度為2. 5,1. 5um的金剛石噴霧拋光劑進(jìn)行拋光，直至表面接近鏡面。以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液；6)腐蝕使用脫脂棉蘸4 8%的硝酸酒精溶液對(duì)拋光表面進(jìn)行腐蝕，直至金屬表面原鏡面消失，顏色變?yōu)闇\灰色；7)觀察分析通過(guò)便攜式金相顯微鏡用低倍(50倍以下)和高倍QOO倍 500 倍)鏡頭觀察燒傷缺陷附近組織，對(duì)燒傷缺陷區(qū)與非燒傷區(qū)的組織進(jìn)行分析比較。如果發(fā)現(xiàn)組織有明顯區(qū)別，使用電動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)該部位進(jìn)行輕微打磨，然后回到步驟幻進(jìn)行粗磨-細(xì)磨-拋光-腐蝕-觀察分析。如果觀察發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯燒傷特征組織，則進(jìn)行步驟8)；8)測(cè)厚并驗(yàn)收用超聲波壁厚儀測(cè)量鋼管打磨拋光后無(wú)明顯燒傷特征組織區(qū)域的最小剩余壁厚t_idual，并與鋼管的最小允許壁厚tmix (參考此類鋼管的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn))比較， 判斷該燒傷缺陷是否應(yīng)該切除并重新焊接；對(duì)于不少于1處的電弧燒傷缺陷，如果其中最嚴(yán)重的燒傷缺陷管段不需用切除，則剩余缺陷均可通過(guò)驗(yàn)收，只需對(duì)剩余燒傷缺陷打磨，去除無(wú)明顯燒傷特征組織即可。如果需要切除并重新焊接，對(duì)于管線剩余缺陷，則需要重新進(jìn)行步驟1)至步驟8)，驗(yàn)收其余燒傷缺陷。本發(fā)明的有益效果為電弧燒傷瞬間，鋼管表面金屬材料被“熱處理”，因此電弧燒傷處的組織與非燒傷處組織有明顯不同。本方法的最大特點(diǎn)是借助金相分析方法，不用全部切割鋼管，其通過(guò)打磨、拋光受損管體，使用便攜式金相顯微鏡進(jìn)行組織鑒定分析，保證了工件完整性，避免了不必要的浪費(fèi)；并根據(jù)分析和測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確高效地判斷電弧燒傷管段是否需要切除和重新焊接，全步驟操作只需要少量的專業(yè)技術(shù)人員，用常規(guī)的設(shè)備及消耗材料，在短時(shí)間內(nèi)完成。這種方法經(jīng)濟(jì)、高效、現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)，同時(shí)避免了大量人力物力的消耗，保證了管線建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收電弧燒傷缺陷流程圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:某管線在焊接施工時(shí)，出現(xiàn)了不少于1處的電弧燒傷缺陷。1)尋找電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷首先利用游標(biāo)卡尺尋找出外觀尺寸最嚴(yán)重的燒傷缺陷。2)表面清理使用電動(dòng)砂輪機(jī)將該區(qū)域表面處高于母材的凸起去除。3)磨拋分別使用120#和360#金相砂紙對(duì)燒傷區(qū)域進(jìn)行粗磨；然后使用600# 和800#金相砂紙對(duì)燒傷區(qū)域進(jìn)行細(xì)磨。其中，更換細(xì)砂紙后的打磨方向要與上道方向成 90°，直到上道磨痕磨掉為止。以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液，防止鋼管表面受熱影響而導(dǎo)致組織變化；將細(xì)磨好的鋼管部位用水沖洗干凈后，使用電動(dòng)拋光磨頭先后加入粒度為2. 5,1. 5um的金剛石噴霧拋光劑進(jìn)行拋光，直至表面接近鏡面。該過(guò)程同樣需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液；4)腐蝕使用脫脂棉蘸4 8%的硝酸酒精溶液對(duì)上述操作得到的拋光表面進(jìn)行擦拭，直至金屬表面原鏡面消失，顏色變?yōu)闇\灰色；5)觀察分析通過(guò)便攜式金相顯微鏡用低倍(50倍以下)和高倍QOO倍 500 倍)鏡頭觀察燒傷缺陷附近組織，發(fā)現(xiàn)燒傷處組織與母材組織有明顯區(qū)別；使用電動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)該部位進(jìn)行輕微打磨，重新進(jìn)行粗磨-細(xì)磨-拋光-腐蝕系列操作，然后觀察燒傷缺陷處金相組織與非燒傷區(qū)組織，發(fā)現(xiàn)燒傷處組織與母材組織已經(jīng)無(wú)明顯區(qū)別。6)測(cè)厚并驗(yàn)收用超聲波壁厚儀測(cè)量鋼管打磨拋光后區(qū)域的最小剩余壁厚 tresidual,并與鋼管的最小允許壁厚tmix比較(檢測(cè)結(jié)果如附表1所示)。附表1顯示tresidual > tmix，表明該處燒傷缺陷不需要切除，只需對(duì)剩余燒傷缺陷打磨，去除無(wú)明顯燒傷特征組織即可。實(shí)施例2 某管線在焊接施工時(shí)，出現(xiàn)了不少于1處的電弧燒傷缺陷。1)尋找電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷首先利用游標(biāo)卡尺尋找出外觀尺寸最嚴(yán)重的燒傷缺陷。2)表面清理使用電動(dòng)砂輪機(jī)將該區(qū)域表面處高于母材的凸起去除。3)磨拋分別使用120#和360#金相砂紙對(duì)燒傷區(qū)域進(jìn)行粗磨；然后使用600# 和800#金相砂紙對(duì)燒傷區(qū)域進(jìn)行細(xì)磨。其中，更換細(xì)砂紙后的打磨方向要與上道方向成 90°，直到上道磨痕磨掉為止。以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液，防止鋼管表面受熱影響而導(dǎo)致組織變化；將細(xì)磨好的鋼管部位用水沖洗干凈后，使用電動(dòng)拋光磨頭先后加入粒度為2. 5,1. 5um的金剛石噴霧拋光劑進(jìn)行拋光，直至表面接近鏡面。該過(guò)程同樣需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液；4)腐蝕使用脫脂棉蘸4 8%的硝酸酒精溶液對(duì)上述操作得到的拋光表面進(jìn)行擦拭，直至金屬表面原鏡面消失，顏色變?yōu)闇\灰色；5)觀察分析通過(guò)便攜式金相顯微鏡用低倍(50倍以下)和高倍QOO倍 500 倍)鏡頭觀察燒傷缺陷附近組織，發(fā)現(xiàn)燒傷處組織與母材組織有明顯區(qū)別；使用電動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)該部位進(jìn)行輕微打磨，然后重新進(jìn)行粗磨-細(xì)磨-拋光-腐蝕系列操作，觀察燒傷缺陷處金相組織與非燒傷區(qū)組織，發(fā)現(xiàn)燒傷處組織與母材組織仍然存在明顯區(qū)別；使用電動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)該部位進(jìn)行輕微打磨，然后重新進(jìn)行粗磨-細(xì)磨-拋光-腐蝕-觀察操作，直到發(fā)現(xiàn)燒傷處組織與母材組織無(wú)明顯區(qū)別。6)測(cè)厚并驗(yàn)收用超聲波壁厚儀測(cè)量鋼管打磨拋光后區(qū)域的最小剩余壁厚 tresidual,并與鋼管的最小允許壁厚tmix比較(檢測(cè)結(jié)果如附表2所示)。附表2顯示tresidual < tmix，表明該處燒傷缺陷需要切除并重新焊接。然后，重新利用游標(biāo)卡尺尋找出剩余缺陷中外觀尺寸最嚴(yán)重的電弧燒傷缺陷。進(jìn)行粗磨-細(xì)磨-拋光-腐蝕-觀察操作，發(fā)現(xiàn)該燒傷處組織與母材組織無(wú)明顯區(qū)別。最后，用超聲波壁厚儀測(cè)量鋼管打磨拋光后區(qū)域的最小剩余壁厚t_idual，并與鋼管的最小允許壁厚tmix比較(檢測(cè)結(jié)果如附表2所示)。附表2顯示t_idual>tmix，表明該處燒傷缺陷不需要切除，只需將該管線剩余燒傷缺陷打磨掉，去除無(wú)明顯燒傷特征組織便可通過(guò)驗(yàn)收。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何地簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。表1電弧燒傷檢測(cè)分析結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中電弧燒傷缺陷的方法，其特征在于包括以下步驟1)尋找電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)焊接環(huán)節(jié)中產(chǎn)生了不少于1處的電弧燒傷缺陷，首先通過(guò)宏觀尺寸尋找其中電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷；2)表面清理使用80-100目銼刀或電動(dòng)砂輪機(jī)將燒傷區(qū)域表面處高于母材的凸起去除；3)粗磨在燒傷區(qū)域表面先后使用120#、360#金相砂紙打磨，更換細(xì)砂紙后的打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止，或者使用便攜式金相磨光機(jī)進(jìn)行粗磨，更換細(xì)粒度磨頭后打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止；以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液，防止鋼管表面受熱影響而導(dǎo)致組織變化；4)細(xì)磨在燒傷區(qū)域表面先后使用600#、800#金相砂紙打磨，更換細(xì)砂紙后的打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止，或者使用便攜式金相磨光機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，更換細(xì)粒度磨頭后打磨方向要與上道方向成90°，直到上道磨痕磨掉為止，以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液；5)拋光將細(xì)磨好的鋼管部位用水沖洗干凈后，使用電動(dòng)拋光磨頭先后加入粒度為 2. 5,1. 5um的金剛石噴霧拋光劑進(jìn)行拋光，直至表面接近鏡面，以上過(guò)程需要不間斷保持一定流量的水作為冷卻液；6)腐蝕使用脫脂棉蘸4 8%的硝酸酒精溶液對(duì)拋光表面進(jìn)行腐蝕，直至金屬表面原鏡面消失，顏色變?yōu)闇\灰色；7)觀察分析通過(guò)便攜式金相顯微鏡用50倍以下和200倍 500倍鏡頭觀察燒傷缺陷附近組織，對(duì)燒傷缺陷區(qū)與非燒傷區(qū)的組織進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)組織有明顯區(qū)別，使用電動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)該部位進(jìn)行輕微打磨，然后回到步驟幻進(jìn)行粗磨-細(xì)磨-拋光-腐蝕-觀察分析，觀察發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯燒傷特征組織，則進(jìn)行步驟8)；8)測(cè)厚并驗(yàn)收用超聲波壁厚儀測(cè)量鋼管打磨拋光后無(wú)明顯燒傷特征組織區(qū)域的最小剩余壁厚tresidual，并與鋼管的最小允許壁厚tmix比較，判斷該燒傷缺陷是否應(yīng)該切除并重新焊接；對(duì)于不少于1處的電弧燒傷缺陷，其中最嚴(yán)重的燒傷缺陷管段不需要切除，則剩余缺陷均可通過(guò)驗(yàn)收，只需對(duì)剩余燒傷缺陷打磨，去除無(wú)明顯燒傷特征組織即可；如果需要切除并重新焊接，對(duì)于管線剩余缺陷，則需要重新進(jìn)行步驟1)至步驟8)，驗(yàn)收其余燒傷缺陷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驗(yàn)收管線焊接過(guò)程中的電弧燒傷缺陷方法；對(duì)于產(chǎn)生了不少于1處的電弧燒傷缺陷，將電弧燒傷最嚴(yán)重的缺陷燒傷區(qū)域表面處高于母材的凸起去除；粗磨、細(xì)磨、拋光、腐蝕燒傷區(qū)域；觀察分析、測(cè)厚并驗(yàn)收，用超聲波壁厚儀測(cè)量鋼管打磨拋光后無(wú)明顯燒傷特征最小剩余壁厚tresidual，與鋼管的最小允許壁厚tmix比較，判斷是否應(yīng)該切除并重新焊接；最嚴(yán)重的燒傷缺陷管段不需要切除，剩余缺陷均可通過(guò)驗(yàn)收，只需對(duì)剩余燒傷缺陷打磨，去除無(wú)明顯燒傷特征組織即可；如果需要切除并重新焊接，對(duì)于管線剩余缺陷，則需要重新進(jìn)行步驟1)至步驟8)驗(yàn)收其余燒傷缺陷；本方法經(jīng)濟(jì)、高效、現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)，保證了管線建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01N1/32GK102466643SQ20101055063
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者仝珂, 何小東, 朱麗霞, 李金鳳, 瞿婷婷, 韓新利 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所