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焊缝单边未熔合,查磁棒偏心
昨天 14:01   浏览:4   作者:管道

一根管子上,焊缝一侧发亮,一侧发暗。压扁到外径的三分之二,裂口每次都从同一侧起。挤压辊换了,开口角也调过了,问题还是照旧。

 

把管子横向剖开做低倍,事情就摆到纸面上了。一侧熔合线咬进壁厚将近三分之一,另一侧只有薄薄一层,中间夹着一条黑线。这就是单边未熔合。

 

现场排查的惯性顺序是先看外面。挤压辊、导向辊、开口角、钢带边部,这几样都在明处,看得见摸得着,调起来也快。管子里面那一截,反而最后才想到。

 

磁棒在管子里面,装一次要用好几个月,中间没人再去看它正不正。它偏了多少,从外面一点都看不出来,仪表也不会报警。唯一露出来的痕迹是焊缝两侧的颜色和内毛刺,可这两样又常被算到别的原因头上。

 

要弄明白偏心为什么致命,得先回到磁棒干的那件事:把高频电流按在焊缝边缘,不让它从管内壁绕过去。这一按,焊缝才热得起来。

 

磁棒和管内壁之间是一圈空气隙。磁通从磁棒出来,穿过这圈空气,再回到管壁。铁氧体的磁导率两千上下,空气是一。

 

磁路里阻力最大的就是这圈空气。间隙大的一侧磁阻大、磁通少,间隙小的一侧磁阻小、磁通多。这跟电路里并联分流的道理一样,谁的路短,谁走得就多。

 

算个粗账。原来四周都是 6 毫米,磁棒偏 3 毫米,一侧变成 3 毫米,另一侧变成 9 毫米。磁阻差三倍,过去和回来的磁通也差三倍,两侧的加热条件根本不在一个档上。

 

磁通多的一侧,焊缝边缘涡流密度高,温升快;磁通少的一侧,同样的功率下加热不足。两侧的温度就这么拉开了。

 

挤压辊一压,温度够的那一侧熔透,温度不够的那一侧只是被压贴在一起。金相上看是粘住,不是熔合,晶粒没有长过去。

 

这种贴合的接头最难查。低倍上不显眼,射线也未必照得出来,一做压扁或弯曲就张开。危险程度比彻底没焊上还高,因为前面几道检查都能过。

 

上下偏,表现是另一套。磁棒下沉,离焊缝远了,耦合变差,焊缝两侧照样对称,但整体欠热,焊速上不去,操作工只能一路往上加功率。

 

前端上翘或下垂,问题出在长度方向。跑一段正常,跑一段偏,看着像来料不稳,其实是磁棒的头在管子里画圈,越靠前端摆幅越大。

 

有个办法不用拆机就能定案:把磁棒转 180 度装回去,再跑几十米,剖一段对比。圆棒能转,这是它最好用的地方,同一个托架、同一套参数,只改磁棒方位,别的都不动。

 

缺陷跟着换到另一侧,就是磁棒偏心。缺陷原地不动,去查挤压辊和开口角。缺陷跟着钢带批次走,查来料边部。一次只改一个变量,结论最干净。

 

转不动的情况也有。方阵、扁截面、带定位键的磁棒都转不了 180 度,那就看外壳。单侧有磨痕、磨得发亮的那一面,就是它偏过去的方向。

 

感应圈也要求同轴,但它偏心是暴露在明处的:外表面焊角不对称、外侧发蓝过烧,抬头就能看见。磁棒偏心反过来,从管外看焊角挺好看,问题全藏在内壁。

 

停机以后量四点。从管端把塞尺伸进去,量上下左右四个间隙,最大减最小控制在 2 毫米以内,顺手记在本子上。换规格、换磁棒、动过托架,都要重测一次。

 

2 毫米是行业里通行的做法,没有国家标准,别去标准里找这个数。它来自余量:磁棒外径和管内径之间本来就有 6 到 15 毫米的间隙,偏心吃掉的就是这份余量。

 

间隙只有 6 毫米的薄壁小管,偏心 3 毫米就占掉一半。小口径管本来就容易出单边,一部分原因就在这里,跟操作工调辊的手艺关系不大。

 

中心高要跟着管径走。换小管径,管子中心线降下来了,磁棒还挂在原来的高度,等于整根偏上。托架垫片得跟着减,减多少,量四点就看得出来。

 

换规格还有个省事的做法,拿上一套磁棒硬往里塞。塞不进就斜着放,前端顶在管壁上。这等于自己造了一个偏心,还顺带把外壳磨出一道沟。

 

托架是偏心的头号源头。它离焊缝最近,受的辐射热最多,非金属托架用久了会软化、变形,一侧塌下去一角,磁棒跟着往下沉。

 

托架材质只有一条硬要求:非导磁。普通碳钢会直接把磁通短路,磁棒等于白装,自己还白白发热。有人图结实用 45 钢做托架,装上以后焊缝反而更差,就是这个原因。

 

304 不锈钢不导磁,很多人拿它做托架。问题是它在高频场里照样会涡流发热,用一段时间就发软变形,热量还顺着托架传给磁棒,把磁棒往居里点上推了一步。

 

常用的是胶木、聚四氟、陶瓷、环氧玻璃钢。这几样都不导磁,也基本不导电。缺点是怕过热、怕水垢,得定期看一眼,别等塌了才发现。

 

长磁棒要两点支撑。超过 1.5 米的磁棒,单点吊着,前端自己就垂下去一到两毫米。开机前量着是正的,进水以后水重加上去,垂得更多。

 

多根捆成一组的磁棒还有一层。捆扎带松了,整组会弯,弯曲顶点那一侧间隙小、另一头间隙大,表现出来是一头好一头坏,换到哪台机组都一样。

 

水也会推。进水口在一侧,流量大的时候水流把磁棒顶向另一边。停机时看不出来,一开机就偏,同一套托架换个班可能出不一样的管。

 

装配本身的偏心最隐蔽。外壳和端盖不同心、O 形圈一侧压偏,装完肉眼看是正的,轴线其实已经歪了。这类毛病往往和端盖渗水一起出现。

 

还有一种纯人为的。拆过内毛刺刀杆没复位,刀杆支架把磁棒顶偏了一点,谁也不会注意。等焊缝出单边,刀杆早就装回去了,也就没人往这儿想。

 

偏心的账不止焊缝。磁棒一侧贴着管壁,那一侧局部过热,铁氧体最先裂,外壳也最先磨穿。只换磁棒不查对中,新棒照旧裂,还以为是买到了次品。

 

还有个隐性代价:功率没有全用在焊缝上。间隙大的那一侧磁通少,电源出的力有一部分白费,焊速只能往下压。产量掉了,账却常算到钢带和辊系头上。

 

内毛刺也会一边厚一边薄。间隙小的一侧加热足、挤压充分,内毛刺被挤得薄;另一侧反过来,堆得厚,刀杆跟着受偏载。

 

看到内毛刺单边厚,先别急着动刀杆。刀杆偏心造成的是整条厚度偏差、方向固定,只有换规格才会变;磁棒偏心造成的是跟着磁棒方位变,转 180 度就换边。

 

还有一种情况容易被赖到磁棒头上:挤压量不够。挤压量小,两侧毛刺都小、管径偏大、焊缝余高不足,但两边是对称的。对称不对称,这一眼就能分开。

 

要出报告,走三步。横向剖切做低倍酸蚀,按 GB/T 226-2015,看两侧熔合线深度对不对得上。这一步最直观,也最难糊弄。

 

力学性能按 GB/T 13793-2016 做:压扁到外径的三分之二、弯曲 6 倍外径 90 度、扩口 6%。单边未熔合在这三项上最先露,裂口位置还会告诉你哪一侧欠热。

 

涡流按 GB/T 7735-2016。这本标准 2016 年 12 月 30 日发布、2017 年 9 月 1 日实施,等同采用 ISO 10893-2。涡流对压贴型的未熔合不敏感,别拿它兜底。

 

写报告时叫法要统一。按 GB/T 6417.1-2005,未熔合属于第四类缺欠,代号 401;未焊透是 402。两个混着写,客户和监理都要来回问几遍。

 

定一条点检,比立一堆制度实在:每班开机前量四点间隙、按一按托架、看外壳有没有单侧亮痕。三样加起来不到五分钟,出问题的时候能省下好几天。

 

换规格时三件事一起做:换磁棒外径、调中心高、重新量四点。少做一件,就等着出单边,而且往往要等到压扁试验才暴露出来。

 

焊缝两边不一样,先别动挤压辊。管子里面那根东西正不正,决定了焊缝两侧是不是在同一个温度上。辊子调半天,不如停机量一次四点间隙。

 

常见问题(FAQ)

 

问:磁棒偏心多少就算不合格?

答:没有国家标准。行业做法是四点间隙最大减最小不超过 2 毫米,同时看外壳有没有单侧磨痕。间隙只有 6 毫米的薄壁小管,这个数要收得更紧,偏 2 毫米就够出单边了。

 

问:为什么把磁棒转 180 度就能判断是不是它偏心?

答:因为只改了磁棒方位这一个变量。缺陷跟着换边,原因在磁棒;缺陷位置不动,原因在辊系;缺陷跟着钢带批次变,原因在来料边部。

 

问:磁棒托架能不能用不锈钢做?

答:304 不导磁,但高频场里会涡流发热,用久了发软塌陷,热量还会传给磁棒。建议用胶木、聚四氟、陶瓷或环氧玻璃钢,都不导磁也不导电,代价是怕过热和水垢。

 

问:磁棒偏心会把管壁烧穿吗?

答:一般不会直接烧穿,但会造成一侧过烧、一侧欠热。过烧的表现是发蓝、氧化皮厚、内毛刺堆积;真正烧穿,多半是功率和焊速没配上。

 

问:换管径时磁棒的中心高度怎么调?

答:跟着管中心线走。管径变小,中心线下降,托架垫片同步减薄;换完先量四点间隙,再跑一段试车料看焊缝两侧是否对称。

 

问:单边未熔合和未焊透是一回事吗?

答:不是。按 GB/T 6417.1-2005,未熔合是 401,指焊缝金属与母材或焊层之间没有结合;未焊透是 402,指实际熔深没达到设计熔深。

 

 

数据来源:来自公开网络

 

钢管动力,关联公众号:钢标控

 

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