对热轧无缝钢管生产时产生细微质量缺陷的控制研究

发表时间:2021/2/3   来源:《科学与技术》2020年第28期   作者:邹文杰
[导读] 简述了我司油套管气瓶管和高效品种生产控制过程中产生的细微的质量缺陷现象,产生因素及影响 ,通过控制进出再加热炉钢管温度来防止缺陷产生,

        邹文杰
        湖南衡阳华菱钢管集团有限公司(89分厂) 湖南省衡阳市 421000
        摘要:简述了我司油套管气瓶管和高效品种生产控制过程中产生的细微的质量缺陷现象,产生因素及影响 ,通过控制进出再加热炉钢管温度来防止缺陷产生,
        关键词:热轧无缝钢管的生产;细微质量缺陷;控制研究
        一.引言:为保证产品质量,我司会对热轧无缝钢管进行质量缺陷检测以及判定,这是厂家提升我司市场影响力的一个重要指标,是体现企业整体实力的一个重要部分和工艺环节。检测重要,在生产过程中,对产生缺陷质量缺陷的控制研究也显得尤为重要,这是我司针对发现的问题进行解决的重要手段,检测出的问题需要得到解决。
        二.热轧无缝钢管概述
        (1)热压无缝钢管分类
        热压无缝钢管分为一般钢管,低、中压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地址钢管和其他钢管。一般无缝钢管是用10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合金钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件,如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货。
        (2)热压无缝钢管质量缺陷的检测方法种类及我国检测方法现状
        检测方法有以下几种:常规无损检测、组合无损自动探伤检测、有限分析软件。其中常规无损检测分超声波检测、涡流探伤、漏磁检测。
        我国检测现状:我国一些高校或企业工程人员在检测方面不断的做出努力,并且我国检测现状具有一下几个特点,第一,我国大多数钢管的标准与国际标准已经接近,提高了钢管质量,缩短与国际间的差距。第二,无损探伤检测技术发展迅速,并得到了快速应用。第三,探伤设备的开发制造刚刚起步,为了满足市场需求,我国从国际上引进先进设备。
        (3)我司油套管气瓶管质量缺陷的表述与判定
        对于气瓶管来说,还有硌伤的缺陷,对于俗称的指甲纹的缺陷,现在暂未列入划伤中,对于小规格钢管来说,还有内六方的缺陷,另外还有尚未统一归属的凹坑缺陷。以上这些缺陷,有的不是石油管材的缺陷,有的至今未取得共识。如果把热轧无缝钢管诸多品种统计在内,除了下面的20种缺陷外,还有硌伤、内六方和凹坑等4种缺陷。
        对热轧无缝钢管质量缺陷进行判定的时候,需要保证原则性和可实用性。在实际情况中,客户需求不同,质量要求也就不同,钢管用途就不同,一系列连带因素都是企业生产时需注意的地方。根据实际情况,再结合所定的规定,对生产的钢管做出调整,不能盲目按照规定生产,规定也要适应实际情况做出调整,以便更符合实际,提高规定可行性。
        二.热轧无缝钢管质量缺陷种类、产生原因、以及影响
        缺陷种类:我们按照危险性缺陷和一般性缺陷进行划分。例如按照天津对热轧套管料缺陷的性质和名称做了如下规定:一般性缺陷分为外结疤、麻面、青线、内棱、划伤、碰伤、内直道、矫凹、翘皮。危险性缺陷分为内折、外折、孔洞、硼砂结疤、裂纹、拉凹、轧耳结疤、碰瘪、轧折、离层、凸面(鼓包)。
        产生原因:
        离层产生原因:是材质不良造成有非金属夹杂物,残余缩孔或严重疏松。
        直道内折产生原因:是芯棒润滑不良,芯棒表面有缺陷国表面富有氧化铁皮,铁屑等使钢管内表面划成沟道,荒管在轧制过程中,在连轧机孔型内过充满。
        外折迭产生原因:是管坯表面有纵向裂纹或存在严重的夹杂物,缩孔等产生螺旋状折迭。管坯表面清理不良,有尖锐棱角或存在外翘皮。穿孔机导盘结瘤或穿孔机出口嘴擦伤毛管等。


        内孔不规则产生原因:内鼓色;连轧压下量分配或选择不合适,使得金属过充满芯棒选用不当。内六方:张减孔型与张力参数选择不当,张减机单机架减经或总减径率较大。
        管壁收缩:连轧机延伸过大,钢管在孔型侧壁部分,局部被拉薄连轧机各机架压下调整不当和延伸系数分配不合理。
        影响:诸如此类缺陷都会给实际生产过程中以及使用过程中带来不便,如若在实际情况中,所使用钢管的质量缺陷并不针对正常使用,那么用户可忽略此缺陷,但是因为不同用户需求不同,钢管用途不同,因此企业对于钢管质量缺陷应有针对性采取控制措施。
        三.热轧无缝钢管质量缺陷控制
        生产前就是对原材料质量的控制。
        生产中就是对生产过程,生产工艺的控制,如温度,工模具的控制。
        生产后就是检验及加工的控制,比如进行涡流,超声波的探伤检验,比如进行热处理等等。下面介绍几种加热炉种类。
(一)加热炉炉型及其特点
        在冶金工业中,加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉,包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言,加热炉也包括均热炉和热处理炉。这里尚且谈及连续加热炉和室式加热炉及其特点。
        (1)连续加热炉:通常使用气体燃料、重油或粉煤,有的烧块煤。为了有效地利用废气热量,在烟道内安装预热空气和煤气的换热器,或安装余热锅炉。
        (2)推钢式连续加热炉:靠推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉。料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动,在后一种情况下可对料坯实行上下两面加热。炉底水管通常用隔热材料包覆,以减少热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”,已经采用了使料坯与水管之间具有隔热作用的“热滑轨”。
        (3)步进式连续加热炉:靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底,或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉,后者叫做步进梁式炉。
        (4)转底式加热炉:炉身固定,炉底转动,放置在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。根据炉底的形状,转底式加热炉可分为环形炉和盘形炉两种,冶金厂轧钢车间多用环形炉。
        (二)分室式快速加热炉:由若干个摆在一条线上的加热室所组成。加热室和加热室之间设间室,传送料坯的辊子设在间室内,料坯单根(或双根)地通过各加热室和间室而被加热。每个加热室与相邻的间室构成一个“炉节”,所以又称节式炉。室式加热炉有两种:固定炉底室式炉和车底式炉。固定炉底室式炉炉底面积一般1~10米2。装出料多靠人工或简单机械;加热较大工件的室式炉,也有用专门装出料机的。燃料为煤、重油或煤气。有的炉在炉墙上开一缝隙,料坯由缝隙送入炉内加热,叫“缝式炉”,常用于小件加热或长料坯的端头或局部加热。这类炉的炉底单位面积产量通常为300~400公斤/(米2·时),单位热耗每吨钢约为(1.0~1.5)×106千卡。车底式炉用于重量为十几吨至几百吨的大钢锭在锻压前的加热,炉型为室式或隧道式。加热物件放置在台车上,炉外进行装卸料,由车间吊车或其他牵引装置把台车拽入或拖出炉膛,大钢锭加热要求炉温分布均匀,所以车底式炉常采用分散供热和分散排烟(烧嘴和烟道口分散地布置在炉子侧墙上)。
高效品种控制措施:1.首先是提高无缝钢管的质量,确保管坯的质量,很重要的一步对表面缺陷进行清理。2.提高钢水质量,优化连铸工艺参数。3.把管坯加热到Ac3以上温度,以便得到均匀一致的A组织。4.加热温度不能太靠近固相线,一般比固相线低100~150。以防止其晶界氧化,出现过热或过烧缺陷。5.为减少管坯氧化,防止表面严重脱碳,采取高温短时快速加热。
结束语:热轧钢管行业更好的发展就要在不断发展中,借助国际的先进生产标准来进行统一。而在钢管质量缺陷方面同意术语同样重要。在我们发展自己钢管行业的同时要与国际先进技术接轨,吸收借鉴经验,提高我国在钢管行业的水平。
参考文献:
1.朱锦铭.对热轧无缝钢管生产时产生细微质量缺陷的控制[J].中国金属通报,2018(07):87-88.
2.辛曜明.热轧无缝钢管的质量缺陷界定问题[J].中国金属通报,2016(01):11-12.
3.张复兴,安健波.热轧无缝钢管的质量缺陷界定问题[J].钢管,2005(06):36-39.

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