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我國冷拔無縫鋼管內(nèi)外探傷技術(shù)的基本知識
在探傷技術(shù)領(lǐng)域，冷拔無縫鋼管是指外徑大于φ80mm的鋼管。冷拔無縫鋼管是石油、化工、熱力、鍋爐、機械液壓等行業(yè)重要用材。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國在“十一五”期間，冷拔無縫鋼管的需求量大幅度增加，并明顯呈現(xiàn)出大口徑化的發(fā)展趨勢。特別是對于要求耐腐蝕、抗擠壓的油井管和大口徑高壓鍋爐管及高質(zhì)量的石油裂化管、石油石化輸送管線管等，將隨著 對能源基礎(chǔ)設(shè)施投入的加大而成為需求的熱點。由此，保證產(chǎn)品出廠質(zhì)量的無損檢測提出了方法和技術(shù)上的新課題。
水槽式超聲檢測是采用鋼管螺旋前進式，超聲探頭固定不動。通過水槽和被檢鋼管的底部充分水耦合的特點，保證耦合層的厚度不變。但是因為超聲主要檢測內(nèi)部缺陷對表面和次表面缺陷存在盲區(qū)，導(dǎo)致無法檢測，再加上采用螺旋前進式，對于12m長的鋼管需要占空間30m的場地等不足，一直影響鋼管檢測方法的選擇和推廣。
因此，國內(nèi)外對于冷拔無縫鋼管的探傷，一般采用漏磁法或水壓實驗。在國內(nèi)，尚沒有性能良好的適合冷拔無縫鋼管的漏磁探傷設(shè)備出品，一旦使用即需要進口。進口漏磁探傷設(shè)備價格昂貴，對于國內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)難以接受;而水壓試驗效率低、勞動強度大，特別是當操作者責(zé)任心不高時，水壓檢驗形同虛設(shè)?？梢?，實現(xiàn)冷拔無縫鋼管的探傷已經(jīng)成為冶金鋼管行業(yè)亟待解決的課題。
冷拔無縫鋼管的特點是直徑大，壁厚相對較厚，因此根據(jù)這一特點充分利用超聲檢測內(nèi)部和渦流檢測表面和次表面的特點相結(jié)合，可實現(xiàn)“無盲區(qū)”探傷。通過采用“鋼管原地旋轉(zhuǎn)，檢測探頭前進的組合方式”，不僅解決檢測問題，還解決縮小占用場地的空間。
在自動探傷中，提離效應(yīng)和穩(wěn)定耦合層對探傷的影響往往成為棘手的問題。在自動探傷中，提離效應(yīng)和穩(wěn)定耦合層是引起漏檢和誤報的主要原因。不管是漏檢或誤報，都影響檢測的可靠性。長期以來，在自動探傷的實際應(yīng)用中，由于提離波動引起檢測可靠性下降的問題或者由于水耦合層的厚度變化，一直是困擾著這種技術(shù)正常使用的“瓶頸”。
通常，解決提離效應(yīng)的辦法主要有:探頭的機械跟蹤法、探頭線圈的橋式接法、改變檢測線圈LC回路的電容值和使用多頻檢測技術(shù)等。除機械跟蹤法外，其他的幾種解決辦法，通過改進探頭和儀器來得以實現(xiàn)，但機械跟蹤只能改進探頭架，來防止提離間隙的變化。在實際工業(yè)應(yīng)用中，探頭機械跟蹤法是常用的克服提離效應(yīng)影響的方法。常見的探頭機械跟蹤模式有兩種:一種，是采用輥輪限位與汽缸或彈簧頂推相結(jié)合的方法，使檢測探頭與被檢工件表面之間保持恒定距離。雖然這種方法對抑制提離效應(yīng)能起到較好的作用，但同時會使振動噪聲加大。另一種，采用探頭機械跟蹤的方式，是利用測距探頭及時地測量出檢測探頭提離間隙的波動情況，并用測距號來控制和驅(qū)動步進電機等動力裝置帶動檢測探頭動作，以保證探頭與被檢工件之間的間隙恒定。這種方法適用于板材或坯材等平面掃查探傷，缺點是由于機械動作的反應(yīng)速度比較慢，而且還比較復(fù)雜。
把探頭裝入一個探頭小車中，并采用二級彈簧頂推的方法使檢測探頭與被檢工件表面之間始終保持一定的距離。從實驗結(jié)果來看，探頭的隨動性比較強，基本保證了探頭與被檢測鋼管表面之間的距離恒定，探傷也取得了較好的效果。通常，解決水耦合層的辦法主要有:固定水槽箱、穩(wěn)定水噴裝置。由于采用鋼管旋轉(zhuǎn)探頭前進的方式，冷拔無縫鋼管的長度一般在10m左右。因此必須考慮采用穩(wěn)定水噴裝置，如增加流量口的直徑，降低流量口和鋼管的高度，減少水花。目前常規(guī)的解決辦法也只能這樣，但解決的效果是在可以接受范圍內(nèi)
接受壓力流膂力學(xué)運輸用螺旋式縫電弧焊無縫鋼管廠運營的無縫鋼管（SY5036-83）是以熱軋鋼帶卷作精軋管，常常溫螺旋式成形，用兩面電弧焊法電焊焊接，用以接受壓力流膂力學(xué)運輸?shù)穆菪娇p無縫鋼管廠運營的無縫鋼管。
無縫鋼管廠運營的無縫鋼管接受壓力工作才能強，電焊焊接特性好，歷經(jīng)各種各樣嚴苛的科學(xué)研討檢測和檢測，應(yīng)用能夠任。無縫鋼管廠運營的無縫鋼管規(guī)格大，運輸率，并可儉省鋪裝管道的項目投資。關(guān)鍵用以運輸原油、燃氣的管道。
接受壓力流膂力學(xué)運輸用螺旋式縫高頻焊接無縫鋼管廠運營的無縫鋼管（SY5038-83）是以熱軋鋼帶卷作精軋管，常常溫螺旋式成形，選用高頻率鋼筋搭接焊接辦法電焊焊接的，用以接受壓力流膂力學(xué)運輸?shù)穆菪娇p高頻焊接無縫鋼管廠運營的無縫鋼管。
無縫鋼管廠運營的無縫鋼管接受壓力工作才能強，塑性變形好，有利于電焊焊接和消費加工成形；歷經(jīng)各種各樣嚴苛和科學(xué)研討檢測和檢測，應(yīng)用能夠任，無縫鋼管廠運營的無縫鋼管規(guī)格大，運輸率，并可節(jié)約鋪裝管道的項目投資。關(guān)鍵用以鋪裝運輸原油、燃氣等的管道。
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冷拔無縫鋼管常見缺陷和形成原因
在冶煉或熱加工過程中，由于某些因素（例如非金屬夾雜物、氣體以及工藝選擇或操作不當?shù)龋┰斐傻挠绊懀率逛摰膬?nèi)部或表面產(chǎn)生缺陷，從而嚴重地影響材料或產(chǎn)品的質(zhì)量，有時還將導(dǎo)致材料或產(chǎn)品報廢。
冷拔無縫鋼管中疏松、氣泡、縮孔殘余、非金屬夾雜物、偏析、白點、裂紋以及各種不正常的斷口缺陷等，均可以通過宏觀檢驗來發(fā)現(xiàn)。宏觀檢驗的方法分酸浸檢驗及斷口檢驗兩種方法。用酸浸法顯示的常見宏觀缺陷簡介如下：
偏析
形成原因
澆注凝固過程中，由于選擇結(jié)晶和擴散作用引起某些元素的聚集，造成化學(xué)成分不均勻。根據(jù)分布的不同位置可分為錠型、中心和點狀偏析等。
宏觀特征
在酸浸試樣上，當偏析是易蝕物質(zhì)或氣體夾雜聚集時，呈顏色深暗、形狀不規(guī)則，略行凹陷、底部平坦并有很多密集微孔斑點。如為抗蝕元素聚集，則呈顏色淺淡、形狀不規(guī)則、比較光滑的微凸斑點。
疏松
形成原因
鋼在凝固過程中由于低熔點物質(zhì) 凝固收縮和放出氣體產(chǎn)生空隙，而在熱加工過程中未能焊合。根據(jù)其分布情況，可分為中心和一般疏松兩類。
宏觀特征
在橫向熱酸浸面上，孔隙呈不規(guī)則的多邊形、底部尖窄的凹坑，這種凹坑通常多出現(xiàn)在偏析斑點之內(nèi)。嚴重時，有連成海綿狀的趨勢。
夾雜
形成原因
① 外來金屬夾雜
在澆注過程中，金屬條、塊、片落入錠模中或冶煉末期加入的鐵合金未熔化。
宏觀特征
在浸蝕片上，多呈邊緣清晰、顏色與周圍顯著不同的幾何形狀。
形成原因
② 外來非金屬夾雜
在澆注過程中，沒有來得及浮出的熔渣或剝落到鋼液中的爐襯和澆注系統(tǒng)內(nèi)壁的耐火材料。 宏觀特征
較大的非金屬夾雜物很好辨認，而較小的夾雜腐蝕后剝落，留下細小的呈圓形的小孔。
形成原因
③ 翻皮底注鋼錠澆注過程中的表面上半凝固的薄膜卷入鋼液中去。
宏觀特征
在酸浸試樣上，顏色與周圍不同，形狀不規(guī)則的彎曲狹長條帶，周邊常有氧化物夾雜和氣孔存在。
縮孔 形成原因
鋼錠或鑄件澆注時，心部的液體由于 冷凝時體積收縮未能得到補充，在鑄錠頭部或鑄件中形成宏觀孔穴。
宏觀特征
在橫向酸浸試樣上縮孔位于中心部位，其周圍常是偏析、夾雜或疏松密集的地方。有時在浸蝕前就可看到洞穴或縫隙，浸蝕后孔穴部分變暗，呈不規(guī)則折皺的孔洞。
形成原因
鋼錠澆注過程中所產(chǎn)生和放出的氣體造成的缺陷。
宏觀特征
在橫向試樣上，呈與表面大致垂直的裂縫，附近略有氧化和脫碳現(xiàn)象。在表面以下的位置存在稱為皮下氣泡，較深的皮下氣泡稱為針孔。在鍛軋過程中，這些未氧化也未焊合的氣孔被延伸成細管狀，橫截面上呈孤立的小針孔。在橫截面上類似于排列規(guī)律的點狀偏析，但顏色較深者為內(nèi)部蜂窩氣泡。
白點
形成原因
一般認為是氫和組織應(yīng)力的作用，鋼中的偏析和夾雜也有一定的影響，屬于裂縫的一種。
宏觀特征
在橫向熱酸浸試樣上，呈細短裂縫。在縱向斷口上則是粗晶狀的銀亮白點。
裂縫冷拔無縫鋼管形成原因
軸心晶間裂縫：當枝狀組織較嚴重時，大尺寸鋼坯沿枝狀組織主、枝干間產(chǎn)生裂縫。
內(nèi)裂：由于鍛軋工藝不當而產(chǎn)生的開裂。
宏觀特征
在橫截面上，軸心位置沿晶間開裂，呈蛛網(wǎng)狀，嚴重時呈放射狀開裂。
折疊
形成原因
冷拔無縫鋼管或鋼錠的表面斑疤凹凸不平及 的棱角，在鍛軋中疊附在冷拔無縫鋼管上，或由于孔型設(shè)計或操作不當生成耳子，在繼續(xù)軋制時疊合而成。
宏觀特征
冷拔無縫鋼管在橫向熱酸浸試樣上，與鋼的表面呈斜交的裂縫，附近有較嚴重的脫碳，縫內(nèi)常夾有氧化物鱗屑。
