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低温金属管道焊缝检验分析摘要低温金属管道是工业中应用较为广泛的一种生产装置， 对其进行无损检验是为了保证工程的安全性和经济性，但检验的标准 在国内外是各不相同的，之间存在较大的差异。本文针对低温金属管 道的焊缝做出了相关的分析和研究，主要有对金属材料的性能、焊缝 过程中可能出现低温脆断的概率进行了分析，并根据得出的结论就进 行相关的检验。关键词金属管道 焊缝检验 分析 金属韧性中图分类号：C35文献标识码：A文章编号：1009-914X(2016) 13-0365-01低温对金属韧性的影响较大，很容易导致一些金属材料发生脆性 断裂，并且具有较强的突发性和破坏性；出现这样的现象会影响石油 化工的生产效率，所以为减少这一现象的发生，行业内通常会通过对 金属材料的低温韧性进行测验，通过检验所得的结论和数据来确认金 属材料自身的低温韧性强弱，同时可以将造成金属材料断裂的原因和 相关因素加以排除，降低金属材料在低温环境下断裂的可能性。工业上对焊缝的要求较高，因为它是低温金属管的一部分，要求 焊缝具有较强的低温韧性，可以在低温的环境下减少脆性断裂情况的 发生，同时避免在焊接的过程中出现一些大的缺陷；因为在实际的应 用中，一些比如裂纹这样的缺陷存在，在低温环境下会增加金属材料 脆性断裂的可能性，然而金属材料的断裂会带来较为严重的后果和较 大的损失；所以说对低温金属管道进行焊缝检验有着非常重要的意义。 但对于低温金属管焊缝检验的标准在国内外没有统一的标准，需要先 对相关的要求和标准作出分析，在明确这些内容的前提下进行低温金 属管道的焊缝检验，才能更加有效的保证其质量，并且相关要求的合 理程度会直接影响到施工过程中的安全性和安装的费用。1 .焊缝检验的多方面要求和规范低温金属管道的温度在29摄氏度以下的时候，就被称为低温金 属管道；既然被称作低温，也就是不再常温的工作环境下，对材料的 质量和性能提出的要求都会比常规要求更严格；在长期的发展过程 中形成了一套固定的标准和规范。1.1 焊缝性能的基本要求低温金属管道使用的材料与管道的母材相同，当达到低温时，材 料会出现一定的脆性，其断裂的可能性就随之变大。而对其进行的检 验环境设计，就是将温度设置为低温,对其冲击韧性进行观察和检测， 然后对数据进行分析，当检测的数据达到或者超出相关的数值规定时, 则表明不会出现断裂。1.2 焊缝的质量要求在焊接的过程中，低温金属管经常会出现裂纹、未焊透等缺陷， 这些缺陷都是导致断裂的主要原因；为保证质量减少断裂，在进行正 常工序的焊接施工外，还要对低温金属管道进行无损检验，对检验结 果中存在的缺陷做出相应的处理，或去除或修复，以杜绝脆性断裂的发生。2 .低温金属管道的差别性检验方案2 . 1检验方案在确保安全的基础上，考虑相关的性能要求以及标准和规范，然 后按照材料和温度采取类似以下的方案进行检验分析：首先是对于碳钢、2. 5%, 5%的银钢等低温金属管道的焊缝，在进 行焊接的过程中一定要进行低温冲击试验，并且分析其数据是否达到 规定的要求。另外还要进行全方位的射线检验或声波检验。其次对于奥氏体不锈钢的对接焊缝，需要在金属管道母材和焊接 金属，两方面元素同时满足碳质量分数小于等于0.10%这一条件时， 从温度测量的角度来进行检测，分为两种情况，一是当设计温度大于 等于T01摄氏度时，低温冲击试验和射线检验、超声波检验都可以 忽略不做。二是当设计温度小于T01摄氏度时，则必须进行上述的 两项检验。3 .2采用差别性检验方案的依据金属材料自身的组织结构将决定其在低温环境下的性能，金属材 料所具有的晶体结构各不相同，所以受到的低温的影响也各不相同。 对于一些体心立方晶体结构的金属材料，当环境温度变低时，金属管 道的断裂由韧性断裂转变为脆性断裂；在这样的情况下，当温度低于 韧-脆转变温度时，容易发生脆性断裂，且破坏力极强。对于面心立 方晶体结构的金属材料，在固定的温度范围内不存在韧-脆转变状态; 但当温度降低时，其冲击韧性并不会发生太大的变化。由此可以说： 体心立方结晶结构的金属材料在低温环境下，出现脆性断裂的概率较 高，面心立方结晶结构的金属材料在一个固定的温度环境下，其发生 低温脆性断裂可能性较小。所以说材质对金属材料在低温下是否出现 脆性断裂有着非常大的影响。与此同时，金属材料的组织结构对焊缝中存在的缺陷对低温脆断 的作用。比如裂纹、未焊透等缺陷在焊接过程中是不可表面存在的一 些缺陷,其在应力的作用下得到扩展,从原有的稳定状态,变为失稳， 最终出现断裂。当温度越来越低，金属材料达到失稳扩展的边缘时, 随即出现韧-脆转变。在转变之前发生的断裂称之为韧性断裂，具有 较为明显的宏观塑性变形；在转变之后出现的短列成为脆性断裂，断 裂前没有明显的塑性变形。因此，低温金属管道的材质是决定焊缝中缺陷是否诱发脆性断裂 的关键。金属材料的晶体结构也是其中较为重要的影响因素之一，根 据以上分析可知，当低温金属管道焊缝为面心立方晶体结构时，低温 环境下的焊缝缺陷对断裂的影响与在常温环境下的影响并没有太大 区别；并且断裂的形态为塑性变形，不会出现脆性断裂的情况；这就 使得在对奥氏体不锈钢做低温管道的焊缝时，无需做射线检验和超声 波检验。3 .结语：在相关的检验标准和规范中，对焊缝的检验一般都是最低的要求, 比如CB/T20801. 5等，在实际的检验工作中一定要严格按照要求和标 准进行，确保低温金属管道的质量。在对低温金属管道焊缝进行温度 和材料的检验，得出了低温金属管道的材质是决定焊缝中缺陷是否诱 发脆性断裂的关键的结论；所使用的检验方法从金属材料的性能、操 作安全性和经济性的解读来说，具有较强的合理性。参考文献：1白端.关于低温金属管道焊缝检验的探讨J.炼油技术与工 程，20H,(06), pp. 26-29.2丁维民.核电核级工艺管道焊缝UT自动工艺检验分析J.现 代焊接，2014,(07), pp. 49-53.
