本章对在线焊接质量关键影响因素从环境要求、不锈钢管本体要求、焊前处理等五个方面进行分析,另外介绍国外在线焊接先进技术、设备、软件,主要得到以下结论:
(1)对于在线焊接环境要求,国外规定了焊接允许的环境温度。对于不锈钢管本体要求,针对钢材,随着钢级提高,碳当量增加,可焊性变差;针对不锈钢管管径及壁厚,高钢级钢级越高,氢致开裂敏感性越强,对预热、焊后处理等要求更高;针对管内介质,介质流速对冷却速度有显著影响,流速越高,焊缝冷却速度越大,为避免氢致开裂,所需的热输入水平越高,但不宜过高。对于焊前处理,焊前应进行表面处理并预热,首要考虑感应加热。对于焊接工艺,针对焊材,一般选用低氢焊条,壁厚较高的不锈钢管选用较大直径焊条,注意焊条保存和运输;针对热输入量,合理控制热输入量以避免烧穿及氢致开裂,根据Battelle热分析模型可预估热输入量范围,当不锈钢管内压为5MPa,介质流速为3m/s时,X65钢在线焊接热输入量的推荐范围为0.76kJ/mm~0.86kJ/mm,X70钢为0.94kJ/mm~1.03kJ/mm,X80钢为1.06kJ/mm~1.13kJ/mm;针对焊接顺序,角焊缝焊接的基本原则为焊接应朝远离不锈钢管的方向进行。对于焊后处理,应注意热处理温度和保温时间,壁厚较大的不锈钢管适当增加保温时间,针对残余应力,X65残余应力分布及严重程度与应力深度和焊接频次有关,而X70不锈钢管不存在这种关系。上述涉及的关键影响因素需要进行对标研究,详见第三章。
(2)国外在线焊接先进技术列举了包括先进焊接方法、控制不锈钢管内壁温度措施、热输入量测量等三项,先进设备和软件包括ACRS自动焊接系统、PRCI带压开孔焊接热分析软件及RHS快速加热装置,通过引进国外先进技术、设备及软件,可提升国内在线焊接质量。