Page 57 - 理化检验-物理分册2024年第七期

王冬林，等：20钢输气管道穿孔原因

1.3 化学成分分析
在穿孔管段管体上取样，用直读光谱仪对试样
进行化学成分分析，结果如表2所示。由表2可知：
管体材料的化学成分符合GB/T 699—2015 《优质
碳素结构钢》对20钢的要求。
1.4 金相检验
在穿孔管段管体以及环焊缝穿孔部位附近取
样，依据GB/T 13298—2015 《金属显微组织检验方
法》，用激光共聚焦显微镜对管体试样进行观察，用
超景深数码显微镜对环焊缝试样进行观察。管体试
图 2 焊缝内壁腐蚀后的宏观形貌 样的显微组织形貌如图3所示， 可以看出管体试样的
表1 穿孔管段壁厚测量结果 mm
项目 测点1 测点2 测点3 测点4 测点5 测点6 测点7 测点8
实测值1 5.22 5.20 5.21 5.22 5.21 5.20 5.22 5.21
实测值2 5.20 5.21 5.20 5.21 5.20 5.20 5.21 5.20

表2 管体材料化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr
实测值 0.17 0.24 0.42 0.019 0.010 0.041
标准值 0.17~0.23 0.17~0.37 0.35~0.65 <0.035 <0.035 <0.25

图 3 管体试样显微组织形貌 图 4 环焊缝试样显微组织形貌
组织为铁素体+珠光体。环焊缝试样的显微组织形 验，结果如表3所示。由表3可知：管体的拉伸性能
貌如图4所示。由图4可知：环焊缝的组织为铁素体、 符合GB/T 8163—2008的要求。
珠光体+铁素体， 属于20管线钢的正常组织。 在穿孔管段的焊缝、热影响区和母材上取样，
用光学显微镜及图像分析系统对焊接接头进 依据GB/T 4340.1—2009 《金属材料 维氏硬度试验
行低倍组织检验，结果如图 5 所示。由图 5 可知： 第1部分：试验方法》对试样进行维氏硬度测试，结
焊接接头横截面环焊缝可见未焊透缺陷和内腐 果如表4所示。
蚀痕迹；穿孔部位两侧的组织为针状铁素体 + 贝 1.6 扫描电镜(SEM)及能谱分析
氏体。 在管段泄漏部位附近环焊缝上取样，用扫描电
1.5 力学性能测试 镜对环焊缝内表面进行分析，结果如图 6所示。由
在穿孔管段管体上截取纵向拉伸试样，依据 图6可知： 焊缝存在未焊透痕迹。
GB/T 228.1—2021 《金属材料 拉伸试验 第1部分： 对环焊缝内表面泄漏部位附近进行能谱分析，
室温试验方法》，用材料试验机对试样进行拉伸试 分析位置如图6c)，6d)所示，分析结果如图7所示。

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