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无缝钢管与焊接钢管鉴别方法(无缝管与焊管有何区别?)

  焊接钢管一般是将钢带或钢板在外力的作用下,使之变形成圆形或者方形,然后再焊接表面的接缝,从而构成焊接钢管。通常采用的工艺有电弧焊、高频或低频、冷轧制等,但采用这些工艺进行焊接都将导致钢管有焊缝。当前,按照焊缝形状可以分为直缝和螺旋焊接钢管,但二者采用的工艺却有所不同。螺旋钢管利用埋弧焊进行焊接,该焊接方法具有焊接效率高、灰尘少等优势。对于高频或低频焊接,主要是根据电磁感应原理,由于交流电荷在导体内将发生邻近和涡轮热效应,能够实现将焊缝边缘的钢材达到熔融状态,最终完成焊接。

  无缝钢管主要是将实心管坯或者钢锭进行穿孔,制成毛管,并通过热轧、冷轧、冷拔等加工处理,继而形成无缝钢管。由于无缝钢管含有中孔截面,所以这个中空截面可以用作传送流体的管道。

  

 

  

 

  

 

  

 

  看看上面几张图片,眼尖的可能已经看出来了,这几张图片可以明显的看到焊管的痕迹,十有八九是焊管

  但是,发这几张图片不是本文的初衷,本文的初衷是 帮助大家 系统的梳理一下 怎么鉴别无缝钢管和焊接钢管。废话不多说,下面进入主题:

  常见的钢管主要有焊接钢管和无缝钢管两种形式,在工程建设过程中,会结合具体施工情况选择合适钢管,并将成本作为首要因素。因此,本文从钢管的性能、工艺以及辨别方法等方面对焊接钢管和无缝钢管进行辨别,希望对工程建设过程中钢管的选择提供借鉴。

  随着科学技术的不断进步,我国的钢管生产工艺也有了明显的提升,当前,常见的钢管主要有两种形式,分别是焊接钢管和无缝钢管。由于焊接钢管的造价明显低于无缝钢管,所以一些商家为了谋取更多的经济利益,对焊接钢管进行加工,进而冒充无缝钢管,然后将其流入市场进行销售,造成市场的混乱。从外表观看加工处理的焊接钢管并不能有效辨别,一旦在工程建设过程中,应该采用无缝钢管的却运用了焊接钢管,将导致气体或者液体泄露,严重者还容易引发爆炸,所以必须辨别焊接钢管和无缝钢管,从而确保工程质量。

  焊接钢管和无缝钢管辨别方法主要有三种:

  1. 金相法

  金相法是辨别焊接钢管和无缝钢管的主要方法之一。高频电阻焊接钢管并没有添加焊接材料,所以焊接完成的钢管中焊缝很窄,如果采用粗磨再腐蚀的方法并不能清晰的看到焊缝。一旦高频电阻焊接钢管焊接完成,并没有经过热处理,将导致焊缝组织与钢管母材料有本质上的区别,此时,采用金相法可以辨别焊接钢管和无缝钢管。在对二者钢管进行辨别过程中,需要在焊接处切取长度和宽度均为40mm的小样,对其进行粗磨、细磨和抛光等处理,然后将其放在金相显微镜下观察组织,当观察到铁素体和魏氏体、母材与焊缝区组织时,就可以准确辨别焊接钢管和无缝钢管

  2. 腐蚀法

  在运用腐蚀法辨别焊接钢管和无缝钢管过程中,应在加工处理的焊接钢管焊缝处进行打磨处理,打磨完成后应该能够看到打磨过的痕迹,然后在焊缝处用砂纸打磨端面,并用5%的硝酸酒精溶液处理端面,如果出现一道明显的焊缝,就可以证明这个钢管是焊接钢管。而无缝钢管的端面经腐蚀后无明显差异。

  焊接钢管的性能

  焊接钢管由于采用高频焊接、冷轧制等工艺进行处理,所以其具有如下几点性能。

  第一,保温功能好。焊接钢管管材热损程度比较小,仅为25%,这样不仅有利于运输,而且降低了成本。

  第二,具有防水性和耐腐蚀性,在工程建设过程中,并不需要单独设置管沟,只是将钢管直接埋入地下或者水下即可,从而降低了工程的施工难度。

  第三,具有耐冲击性。即便在低温环境下,钢管也不会受到损坏,所以其性能具有一定的优势。

  无缝钢管的性能

  由于无缝钢管金属材料拉伸强度较大,所以其抗破坏能力更强,而且其具有中空通道,所以能够有效输送流体,正是其输送能力强,所以无缝钢管的抗腐蚀能力高于焊接钢管,并且其刚度比较大。因此,无缝钢管承载的载荷越多,从而可以被广泛应用于施工要求较高的工程。

  3. 按照工艺辨别焊接钢管和无缝钢管

  按照工艺对焊接钢管和无缝钢管进行辨别过程中,按照冷轧、挤压等工艺进行焊接的都是焊接钢管,此外,采用高频、低频电弧焊管和电阻焊管工艺对钢管进行焊接时,会形成螺旋管焊和直缝管焊,将形成圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管,甚至是更加复杂的钢管。总之,采用不同的工艺将形成不同形状的钢管,这样可以清晰的辨别焊接钢管和无缝钢管。然而,按照工艺辨别无缝钢管过程中,主要是根据热轧和冷轧处理方式来辨别,而且无缝钢管也主要有两种形式,分别是热轧无缝钢管和冷轧无缝钢管。热轧无缝钢管是通过穿孔、轧制等工艺形成,尤其是大口径和厚度的无缝钢管均采用这种工艺进行焊接;冷拉管是用管坯进行冷拉成型,材料的强度更低,但其外表及内控表面光滑。

  4. 按用途分类辨别焊接钢管和无缝钢管

  焊接钢管的抗弯曲和抗扭强度更高,承重能力更足,所以其一般被广泛应用于机械零件制造中。例如,石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等均采用焊接钢管制造而成。然而无缝钢管由于具有中空截面,而且其周边没有接缝的长条钢材,所以可以作为输送流体的管道。比如,可以作为输送石油、天然气、煤气、水等的管道。另外,无缝钢管的抗弯曲强度比较小,所以一般被广泛用于低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管。总之,通过用途的分类,可以明确的辨别焊接钢管和无缝钢管。

  为了确保我国工程建设质量更高,必须对焊接钢管和无缝钢管加以辨别,然后采用合适的钢管进行施工。在辨别焊接钢管和无缝钢管过程中,可以运用金相法和腐蚀法,通过观察组织和焊缝,从而检验焊缝,最终对其进行准确辨别。同时,还可以根据两种钢管的性能、用途等对其予以区分,继而选择合理的钢管进行施工。

  说了这么多,很多人可能还是没有搞明白,到底怎么操作?下面我们就来讲讲具体的操作方法和步骤:

  原理:

  宏观鉴别:将制备好的钢管试样,肉眼或使用≤10倍的放大镜观察,发现有焊接现象,即焊缝区、熔合区和母材区完整的焊接形态特征,鉴别为焊接钢管,如果没有焊接现象,即为无缝钢管。

  显微鉴别:如宏观难以鉴别,用金相显微镜做显微鉴别,调整好金相显微镜的光路及放大倍数,从较低倍数开始,对整个横截面进行观察,发现有焊接迹象难以确认的,使用较高倍数进一步分析确认。根据是否存在焊接组织特征,鉴别是焊接钢管还是无缝钢管。

  参照GB/T 13298,在完整的横截面上冷切割截取钢管,热切割要去除热影响区。钢管尽量采用全截面磨制抛光,如钢管直径较大不能全截面磨制抛光,可在横截面上截成几段,锯口宽度不大于2 mm(推荐使用线切割),锯口与该点切线之夹角不大于45°夹角,以保证不漏检焊缝,锯口与钢管的示意图,见图1。

  

 

  图1 锯口角度示意图

  组织显示方法

  浸蚀法

  侵蚀剂推荐选用3%~5%硝酸—乙醇溶液,也可选用其他金相组织显示剂。在室温通风处,将配制好的试剂,均匀浸泡或涂抹在待检面上。浸蚀时间根据钢种和试剂而定。腐蚀后清水冲洗、乙醇冲洗、热风快速吹干。

  化学沉积膜法

  成膜时要在通风处,将试样浸入试剂中,观察试样颜色,试样表面由黄到蓝时要立即取出试样,用清水冲洗,乙醇冲洗,热风快速吹干。

  鉴别方法

  放大倍数

  10×、50×、100×、200×、500×等均可,根据检测样品的大小和显微组织清晰程度而定,以能看清组织状态、类别及是否经过焊接为准。

  宏观鉴别

  经过上述制样后,可使用放大倍数≤10倍的放大镜观察,参照图2所示,图中部是宏观焊接形貌。

  

 

  1——母材区

  2——焊缝区

  3——熔合区

  显微鉴别

  如果宏观没有发现焊缝,可以使用显微镜检测。没有经过焊接的显微组织,热轧带状组织、孪晶组织、等轴晶粒等具有连续性。经过焊接的钢管,焊接组织形貌特征明显。不锈钢一般有敏化区、焊缝区、熔合区、母材四个区域,参见图3。

  

 

  图3 不锈钢焊接区

  1——敏化区

  2——焊缝区

  3——熔合区

  4——母材区

  焊接组织特征

  金相组织参考图片:经过焊接的组织,有明显的熔合区。焊缝处有冷却结晶的组织,一般结晶有方向性。靠近焊缝母材处的热影响区组织,有碳化物析出或组织粗大等特征。

  碳钢焊接组织

  放大倍数100倍,参考图4—7;

  

 

  1——熔合区

  2——焊缝区

  3——热影响区

  不锈钢焊接组织

  放大倍数50倍,参考图7—8。

  

 

  1——焊缝区

  2——熔合区

  3——母材区

  以上文章主要对市场上面的常见的碳钢和不锈管进行的鉴别分析,其它类型的钢管的鉴别方法 以后有空了会再上传,希望对大家有所帮助。

  参考文献:

  [1]凌晨,吴澎.浅析如何正确辨别焊接钢管和无缝钢管[J].内江科技,2012(11):19.

  [2]王晓香.焊接钢管技术的新进展[J].焊管,2011,34(03):5-11.

  [3]于辉,杜凤山,汪飞雪等.无缝钢管张力减径过程的有限元模型开发及应用[J].机械工程学报,2011,47(22):74-79.

  [4]刘丰,王帅伟,陈雷等.大口径厚壁无缝钢管孔隙性缺陷的焊合问题[J].塑性工程学报,2014(04):102-108.

  [5]河北省地方标准 DB13/T 1484—2011

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