基础知识1方矩形焊管的生产工艺有两种：1.“圆变方”工艺，是指在钢管成型和焊接过程中均按圆形钢管工艺制造，在定径机架的最后几架，采用圆变方的孔型，将圆管变形为方矩形管。

2.直接成方的工艺则是直接将带钢成型为接近方矩形的开口管坯，然后进行高频焊接，焊接后在通过整形机架改善焊接后的钢管形状，最后切断成定尺钢管。

2螺旋活套的结构参数主要有料盘内、外笼直径，进、出料扭转距离和活套高度。

钢带由水平状态扭转成竖直状态进入活套料盘，以及由竖直状态扭转成水平状态时需要足够的扭转距离。

钢带从料盘内拉出的扭转距离L的大小会影响钢带的变形，要求扭转时钢带的变形应在弹性范围内。

3螺旋活套的操作应注意的问题：螺旋活套的结构比较大，刚带及轧机的运动速度都很高，柔性的钢带在料盘内高速运动，常常会出现意外现象，需要操作者及时调整。

另外操作者还要顾及开卷机的工作情况、剪切对焊机的工作情况和主机的工作情况。

只要主机在工作，活套操作人员就不能离开操作台。

因此要求操作人员要有很强的责任心，要肯动脑筋钻研技术，反应灵敏。

4采用下山成型法可以缩短成型区长度，降低成型功率消耗，减少带钢在成型过程中的纵向延伸，提高成型质量。

5ERW钢管直缘成型：是排辊成型的一种形式，其特点是在成型过程中，管坯边缘在排辊的作用下，始终呈现直线状态，没有明显的波浪和皱折，实现自然均匀的变形。

优点：a）排辊与管坯间成点状接触，相对摩擦小，带钢变形充分，最大边缘拉应变仅为传统成型工艺的20%左右，消除了钢管表面划伤，边缘拉伸小，成型精度高。

b）变形区比传统成型工艺缩短60%，节省设备投资和占地。

c）成型轧辊数量减少60%，辊形简单，易于加工，更换规格时无需更换轧辊，大大节省了轧辊消耗。

d）所能成型的钢管厚径比范围大，即可生产厚径比为1：10的小口径厚壁钢管，也能生产厚径比为1：80的大口径薄壁钢管。

6ERW机组为什么要采用焊接温度自动控制：焊管生产过程中，焊接温度的稳定是保证焊接质量的关键。

由于同一卷钢带头尾或不同卷间存在厚度公差，刚带的厚度或焊管机组的速度由轻微变化而引起焊接输入热量波动，如N80等高钢级带钢的最佳焊接温度偏差范围窄，很难以人工方式加以矫正，只有通过焊接温度自动控制系统，科学的控制焊接热量来矫正这种变化，才能保证焊接质量。

7焊接温度自动控制的基本原理：ERW机组焊接温度的自动控制的工作原理是用双色测温仪进行测温，把所得到的焊接温度信号同预先设定的温度加以比较，并校核信号的有效性，然后自动的八焊接功率调高或调低来保持所需要的温度。

该控制系统在比较理想的条件下可达到设定焊接温度±10℃的控制目的。

该装置能够最大限度地减少启动和停车时产生的废品。

8高频焊接钢管焊缝退火的作用：焊接油、套管等在焊接过程中容易产生硬化和组织应力，使焊缝脆性增加，综合力学性能下降，因而对这些焊管焊接后要进行焊缝热处理，使焊缝及及其热影响区具有与母材一致的强度匹配，并且消除焊接残余应力。

9焊管焊缝在线热处理工艺有哪些，特点：焊管焊缝在线热处理有正火、去应力退火、淬火-回火、正火-回火等。

特点是焊缝加热宽度为25-30mm左右，钢管氧化和变形小，合焊接同步，所以能耗低、效率高。

10清除内毛刺的方法：A）辊压法B）拉削法C）刮削法：刮刀位置固定，利用钢管的移动来实现内毛刺的切削。

这种方法投资少，消耗低，效率高，刮削质量好，广泛应用于ERW钢管在线内毛刺的去除。

11焊缝超声波自动探伤探头的选择和探头的布置原则：目的是发现焊缝中超过标准规定的各种缺陷。

自动探伤声程较大，钢管标准要求发现的缺陷尺寸较小，要求使用高灵敏度的滩头；探伤过程中要求回波定位精确，要求探头的脉冲宽度不能太大，通常使用高灵敏度的窄脉冲横波探头。

a）晶片尺寸主要的影响因素是钢管的直径，对于大直径的钢管，晶片尺寸大的探头可以增加超声波的发射强度，提高信噪比，但晶片尺寸的增大使探头与工件耦合困难，小直径钢管应选取晶片尺寸较小的探头。

b）频率的主要影响因素是工件的材质，提高频率可以提高小缺陷的检出灵敏度。

但高频率超声波在工件中衰减较快，焊接钢管一般采用细晶粒钢，工件中衰减较小，考虑探伤灵敏度等综合因素，使用探头的频率在2~5MHz，一般选用频率为4MHz的探头。

c）探头折射角度地主要影响因素是钢管的壁厚，声程与壁厚紧密相关。

自动探伤对声程要求严格，声程太长会影响探伤灵敏度，声程太短不能保证足够的空间布置探头，应根据不同的壁厚选择合适的探头角度。

壁厚大于12mm的钢管，通常使用折射角约为60o的横波探头。

壁厚小于10mm的钢管，每次声程的跨距较小，为保证探头与焊缝之间的布置距离，一般选用折射角较大的探头，通常折射角约为70o。

探头布置的主要原则是纵向缺陷应使用主声束从焊缝左右两侧分别扫查，根据跟踪设备和闸门的设置避开焊缝余高的形状反射波，同时保证在探伤过程中主声束包容全部焊缝。

12焊缝超声波的偶合监视功能：自动探伤过程中，探头与工件的偶合状态直接决定探伤效果，只有保证探伤过程中探头与工件的偶合良好，才能保证探伤结果的准确有效。

利用对称布置探头没，使探头处于一发一收状态时相互接收对面另一探头的超声波，另用两个通道的间歇进行耦合监视。

这种方法要求探头布置精确，同时要求仪器每一通道的工作频率相当稳定。

13DWTT试验：高压油气输送管线钢管标准要求，直径508mm及以上的钢管应进行母材的落锤撕裂试验，DWTT试验标准是APIRP5L3。

进行试验时，在式样的一面压制或加工缺口，然后将缺口向下放置在试验机上，用落锤落下冲击试样，使式样断裂，通过评定试样断口中剪切面积的比率SA%判定是否合格。

高压油气输送管线钢管标准一般要求SA%的平均值不小于85%。

14CTOD试验：是裂纹受张开型载荷后原始裂纹尖端处所张开的两表面的相对距离。

带有预制裂纹的试样在加载时，裂纹尖端会产生一个张开位移CTOD值。

CTOD值反映了裂纹尖端处的材料抵抗开裂能力。

CTOD值越大，表明裂纹尖端处的材料抵抗开裂的能力越强，既韧性越高；反之，CTOD值越小，则表明裂纹尖端处的材料抵抗开裂的能力性能越差，即韧性越低。

优点：可以直接观察和测量，只一种直观和实用的检测材料韧性的试验方法，能够比较准确的评价材料的韧性。

通过控制CTOD试验预制裂纹尖端的位置，可以相当准确地测定焊接热影响区特定微小区域的断裂韧性，研究材料的起裂和止裂机制，以及诸如残余应力、焊接接头尺寸约束等因素对韧性的影响。

15CTOA试验：是指裂纹尖端处所张开的角度。

CTOA值一般采用测定裂纹尖端后部一定距离处裂纹两侧之间的距离，通过简单的三角公式确定CTOA值。

CTOA判据是几何判据。

通过计算裂纹扩展过程中每一时刻裂纹尖端张开的角度大小，并与材料的临界裂纹张开角进行比较来判断管道裂纹是继续扩展还是止裂。

16焊接钢管因输送介质产生的应力腐蚀开裂的原因：金属管道在应力和特定的环境介质作用下多产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀开裂。

在输气管道的应力腐蚀开裂中，主要是因硫化氢造成的硫化物应力腐蚀SSCC。

对于输气管道，产生SSCC有三个基本条件：1.输送介质中酸性气体分压超过了临界分压值，如硫化氢分压超过300MPa，而且有水分存在；2.钢管表面存在拉应力（包括残余应力）；3.是材料对SSCC的敏感性。

17输送管道焊接钢管的硫化物应力腐蚀有关因素：●管线钢的硬度，应力腐蚀的倾向随管线钢硬度的提高而增加。

在酸性介质中，管线钢的硬度不应超过HV248或HRC22。

●管线钢的化学成分和组织，提高管线钢的纯净度和组织均匀性可以提高对SSCC的抵抗能力。

●焊管的制造工艺，焊接热输入会使热影响区组织变化，增加对SSCC的敏感性。

●输送介质的类型和浓度，随着介质浓度的增加，引起SSCC的临界应力减小。

介质中存在的CO2与水的结合会增加SSCCde敏感性。

●环境的PH值，环境的PH值得减小会降低管线钢对SSCC的抵抗力。

●温度,对一种介质而言，随着温度的升高，管线钢对SSCCde抵抗力减弱，35℃左右是硫化氢应力腐蚀最敏感的区间。

18焊接钢管的氢致裂纹是如何产生的：氢致开裂（HIC），管线钢在含有硫化氢的油、气环境中，因腐蚀产生的氢侵入内部而产生的裂纹称为氢致开裂。

氢在金属内部沿轧制方向的非金属夹杂物和晶体缺陷处聚集。

聚集在一起的氢原子互相结合成氢分子，在显微缺陷出产生巨大的内压力。

当氢浓度很高时，这种内压力可以达到超过钢管金属断裂强度的程度，在该处产生微裂纹。

由腐蚀环境进入钢中的氢，以高的内压产生表面裂纹称为氢鼓泡。

氢鼓泡经常在钢管管壁内的氧化物处产生。

进入钢中的在夹杂物和偏析带富集而产生的阶梯状裂纹称为氢致台阶式开裂。

即使钢管管体不存在应力或残余应力，也可形成HIC，这是HIC与SSCC的不同之处。

19焊接热影响区的形成：焊接是一个局部的快速加热与冷却的热循环过程，这个加热过程使母材金属迅速熔化形成焊缝区，靠近焊缝部分的母材受到一种特殊的热循环作用而发生了固相转变，即组织的变化，使该区性能也有所变化，此部分称之为热影响区。

（HAZ）在热影响区内，由于离焊缝中心的距离不同，不同部位所经历的热循环过程不同，也就是说焊缝中心各点的加热速度、峰值温度、保温时间、冷却速度不同，使该区域的不同位置的母材发生了不同的相变。

得到不同的组织而影响到该区的性能，其中峰值温度和冷却速度影响最大。

在焊接实践中，根据距焊缝中心不同的测试点在焊接时测得的热循环曲线表明：焊缝热影响区的产生是由于焊接的局部快速加热作用于不同位置的母材而产生不同内容的固态相变的结果。

其中粗晶区的性能变化最大，研究热影响区的组织与性能主要指热影响区的粗晶区，简写为粗晶HAZ。

20管线钢焊接热影响区的组织与性能有什么特点：焊接热影响区的组织大致分1.不易淬火钢组织和以淬火钢组织，前者组织变化后形成熔合区，粗晶区、重结晶区、不完全重结晶区和时效脆化区。

易淬火钢组织转变后形成淬火区，不完全淬火区和回火区。

管线钢属不易淬火钢，焊接后热影响区的熔合区和粗晶区对母材性能损伤较大，易形成脆化，其损伤程度取决于母材的合金系统、焊前母材的原始组织状态和焊接规范参数（焊接线能量）等因素。

对于低于X65级的管线钢，在线能量偏低时除产生铁素体和珠光体以外，还易产生马氏体（M）、上贝氏体（Bu）和粒状贝氏体（Bg）；在线能量偏高时，粗晶区除易产生铁素体和珠光体以外，还易产生共析铁素体和魏氏体组织。

一般认为，上贝氏体、先共析铁素体和魏氏体组织是造成脆化现象的有害组织。

对于X70级以上的针状铁素体管线钢，粗晶区的组织主要为贝氏体（板条贝氏体和粒状贝氏体）、块状铁素体和先共析铁素体。

在板条或块状铁素体间或快速铁素体的基体上存在MA岛。

造成这种钢粗晶区韧性降低的主要因素是：1)MA组成物的相对量、尺寸和形态。