摘要：本文介绍了压扁试验在焊管生产检验中的作用，并从不同的样品上分别截取压扁试样、拉伸试样、冲击试样做试验作为对比，从而证明了压扁试验可以反映出焊缝综合力学性能的好坏，在生产调整中可以采取压扁试验代替冲击试验和拉伸拉伸来评价焊缝的焊接情况。本文也进一步分析了采用压扁试验比采用冲击试验更节省生产时间和试验费用的根本原因。
关键词：压扁试验；焊缝；ERW；非接头停机；首检；焊接韧性
1.引言
压扁试验在焊管的生产检验中都是必不可少的，在焊管行业的GB/T9711、API 5L 、ASTM A53、GB/T3091、API 5CT等标准也要求进行压扁试验，只是有些标准的规定略有不同。压扁试验作为生产检验的第一个检验环节，也是一些有经验的监理重点关注的检验项目。美国石油协会的管线钢管规范API 5L PSL2和中国的石油、天然气工业输送钢管交货技术条件GB/T9711中都规定只有当首批检验全部试验合格了以后，才能进行产品的下一生产环节，这其中也包含了压扁试验，否则重新进行首批生产，然后再重新进行首批生产检验的压扁试验和其他试验。压扁试验还可以检验原材料的表面质量，如果原材料表面有分层缺陷，在压扁过程中就会沿着表面开裂，使肉眼难以分辨的缺陷充分显现出来。
在ERW管的检验中，压扁试验以其简单快捷和粗犷的检验形式不太受到人们足够的重视，然而压扁试验作为焊管生产检验中重要的一环，人们往往忽视了其在生产检验中的重要意义，所以研究探讨压扁试验在生产检验中的重要作用是十分有必要的。
2.压扁试验是对焊缝综合力学性能的反映，能给生产提供快速的指导
取样试验：矿浆管规格为Φ219.1mm×8.0mm/Q460E，标准为 GB/T9711.2-1999的管子，冲击试验温度-20℃（保温10min），冲击试样尺寸为5×10×55mm，缺口为2mmV型槽；拉伸试样为全截面尺寸，尺寸大小为48*270mm（标距段宽度为38mm，标距为50mm）。
不同的压扁状态与拉伸、冲击试验值的关系见表1。
从表1可以看出，焊缝冲击吸收功越小其剪切面积越小，焊缝抗拉强度越低，压扁状态也就越差，这说明焊缝的焊接性能也就越差。反之，当焊缝冲击吸收功越大时，其剪切面积也就越大，焊缝抗拉强度比母材高，断裂点在母材上，此时压扁状态也就越好，当压扁到两管壁相对贴合时也不见焊缝出现任何的开裂，这说明此时焊缝的焊接性能也就越好。
可见，压扁是对焊缝综合力学性能的反映，压扁状态好的时候其焊缝的焊接性能就好，当压扁状态不好时其焊缝的焊接性能就差，一般来说在生产中只要把钢管焊缝的压扁控制好了，焊缝的焊接质量也基本得到了较好的控制。此种方法只能作为指导生产，为生产过程中轧辊的调整和焊接参数的调整提供快速的指导，当要想得到钢管焊缝焊接质量更为精准的信息，还得借助冲击试验、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验和金相试验进行综合分析来完成。
据此我们可以从从压扁试验的压扁状态迅速判断出焊缝焊接性能的好坏，在生产中将试验结果迅速反馈给生产线的轧机调整人员和焊机操作人员，使之迅速作出参数调整，控制好焊缝的焊接质量。压扁试验使用得当可以为生产提供快速的指导，这也必须要生产人员和压扁试验人员同时掌握压扁试验状态跟焊接情况好坏关系为前提条件。
3.检验速度快，节省生产时间
在ERW钢管的生产中，人们往往采用拉伸试验和冲击试验来评价钢管焊缝的焊接情况，这其中又以冲击试验对焊缝的焊接水平反映得最为准确，这在研究焊缝的成型情况十分有必要，但是在生产的首检中如果采用冲击试验的方法评价焊缝的焊接韧性情况，会产生由于冲击试验周期过长而耽误生产的情况，这是因为冲击试验从取样、锯样、上刨床到上磨床精磨，至少需要3小时的时间，这还不包括冲击试样的腐蚀、画线、拉V型槽、冷却保温和试验的时间，整个过程至少要4个多小时。但是如果采用压扁试验，只要15分钟左右就可完成，这是由于压扁试样不需要精加工，一般只需用火焰切割法或者在线切割工具从样管上切100mm左右长的管子经冷却、尖角打磨即可开始进行试验，管段无需精加工，试验方法简单且易于操作。压扁试验设备简单，只需一台压扁试验机和一把刻度尺即可，试验方法简单，试验成本较低。对检验人员的要求相对较低，只需将样段放在压扁机上开机施压，并注意观察焊缝及母材金属的变化，并按标准要求测量其压下量并记录观察结果，即可完成试验，压扁试验从取样到出试验结果，一般只需要十几分钟的时间，检验速度快，是其它试验不能相提并论的。在压扁的过程中，当焊缝金属出现不同程度的开裂时，试验人员应及时地将结果告知生产线有关人员，使之及时地做出合理的工艺调整，使焊缝压扁达到最佳状态，这也极大的避免了由于其它试验检验周期长而造成的时间的等待，可以节省时间。
4压扁试验能节省生产中的试验费用
研究焊缝的焊接性能好坏最好的办法就是进行冲击试验，可是冲击试验试样加工缓慢，一组3个样的冲击试样光加工成本就要200多元，在试验时还要使用液氮进行冷却，一次试验费用至少500元以上，而采用压扁试验则成本几乎忽略不计。
生产过程中经常遇到换管径和换壁厚的情况比较多，而按照API5L和GB/T9711.2标准的要求，每次换规格都必须进行首检，在进行首期生产时如果采用压扁试验则可以快速判断管缝的焊接情况，可以根据压扁试验情况在不停机的情况下对焊缝作出迅速的调整。如果停机等待试验结果，将会造成非接头停机，就会产生一支非标准长度的管子而不能按标准长度交货，造成改尺浪费。采取压扁试验就10多分钟，则可以在不停机的情况连续生产。采取压扁试验的方法可以为高频次的更换规格首检停机试验节省了大量的生产时间和试验费用。
5 结论
（1）压扁试验是简单、快捷、试验费用较低的检验方法，在钢管的首期生产过程中采用压扁试验代替冲击试验和拉伸试验，可以为生产节省时间和试验费用；
（2）根据压扁状态可以初步快速判断出焊缝焊接力学性能的好坏，从而可以用压扁试验代替冲击试验和拉伸试验为生产过程中轧辊的调整和焊机参数的调整提供快速的指导作用，对提高产品成材率，降本增收具有重要意义。
参考文献：
[1]GB/T9711.2-1999.石油天然气工业输送钢管发货技术条件 第二部分：B级钢管 [S].
[2]API 5L.管线钢管规范[S].
[3]GB\T229-2007 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法[S].
论文作者:袁大伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
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