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分析无缝钢管在生产的时候出现开裂原因

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 中国无缝管网编辑部获悉:流体输送钢管按制管工艺不同,可分为无缝钢管(SML),主要作为油田内部集输管和小口径高压天然气输送管,用于油气长输管线的数量很少,绝大多数长输管线是采用直缝高频焊管(ERW)、螺旋埋弧焊管(SSAW)、直缝埋弧焊管(LSAW)三种。
  
  下面几种钢管的工艺特点和质量性能对比:直缝高频焊管(ERW)按焊接方式不同又分为感应焊和接触焊两种形式,采用热轧宽带钢卷为原料,经过预弯、连续成型、焊接、热处理、定径、校直、切断等工序,与螺旋焊管相比具有焊缝短,尺寸精度高、壁厚均匀,表面质量好,承受压力高等优点,但缺点是只能生产中小口径薄壁管,焊缝处易产生灰斑、未熔合、沟状腐蚀缺陷。目前应用较广泛的领域是城市燃气、原油成品油输送等。
  
  一、无缝钢管的几何尺寸精度和外形检查项目及工具①钢管壁厚检查:千分尺、超声测厚仪,两端不少于8点并记录。
  
 ?、诟止芡饩?、椭圆度检查:卡规、游标卡尺、环规,测出最大点、最小点。
  
 ?、鄹止艹ざ燃觳椋焊志沓?、人工、自动测长。
  
 ?、芨止芡淝燃觳椋褐背?、水平尺(1m)、塞尺、细线测每米弯曲度、全长弯曲度。
  
 ?、莞止芏嗣嫫驴诮嵌群投郾呒觳椋航浅?、卡板。
  
  二、钢管表面质量检查:100%①人工肉眼检查:照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。
  
 ?、谖匏鹛缴思觳椋篴. 超声波探伤UT:对于各种材质均匀的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。
  
  标准:GB/T 5777-1996 级别:C5级b. 涡流探伤ET:(电磁感应)
  
  主要对点状(孔洞形)缺陷敏感。标准:级别:B级c. 磁粉MT和漏磁探伤:磁力探伤,适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测。
  
  标准:GB/T 12606-1999 级别: C4级d. 电磁超声波探伤:不需要耦合介质,可以应用于高温高速,粗燥的钢管表面探伤。
  
  e. 渗透探伤:荧光、着色、检测钢管表面缺陷。
  
  三、钢管理化性能检验:①拉伸试验:测应力和变形,判定材料的强度(YS、TS)和塑性指标(A、Z)
  
  纵向,横向试样管段、弧型、圆形试样(¢10、¢小口径、薄壁大口径、厚壁定标距。
  
  注:试样断后伸长率与试样尺寸有关②冲击试验:CVN、缺口C型、V型、功J 值标准试样10×10×55(mm)非标试样③硬度试验:布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等④液压试验:试验压力、稳压时间、四、钢管工艺性能检验:①压扁试验:圆形试样 C形试样L=40~100mm 单位长度变形系数=0.07~0.08②环拉试验:L=15mm 无裂纹为合格③扩口和卷边试验:顶心锥度为30°、40°、60°中国无缝管网编辑部获悉:螺旋埋弧焊管(SSAW)是带钢卷管时其前进方向与成型管中心线有成型角(可调整),边成型边焊接,其焊缝成螺旋线,优点是同一规格的带钢可生产多种直径规格的钢管,原料适应范围较大,焊缝可避开主应力,受力情况较好,缺点是几何尺寸较差,焊缝长度相比直缝管长,易产生裂纹、气孔、夹渣、焊偏等焊接缺陷,焊接应力呈拉应力状态。一般油气长输管线设计规范规定螺旋埋弧焊管只能用于3类、4类地区。国外将此工艺改进后将原料改为钢板,使成型与焊接分开,经预焊和精悍,焊后冷扩径,则其焊接质量接近UOE管,目前国内尚无此种工艺,是我国螺旋管厂改进的方向。“西气东输”所用螺旋管仍然是按传统工艺生产,只是管端进行了扩径。美国、日本和德国总体上否定SSAW,认为主干线不宜使用SSAW;加拿大和意大利部分使用SSAW,俄罗斯少量使用SSAW,而且都制定了非常严格的补充条件,由于历史原因,国内主干线多数还是使用SSAW。
  
  直缝埋弧焊管(LSAW)是以单张中厚板为原料,将钢板在模具或成型机中压(卷)成管坯,采用双面埋弧焊接方式并扩径而成进行生产的。其成品规格范围较宽,焊缝的韧性、塑性、均匀性和致密性较好,具有管径大、管壁厚、耐高压、耐低温抗腐蚀性强等优点。在建设高强度、高韧性、高质量长距离油气管线时,所需钢管大多是大口径厚壁直缝埋弧焊管。按API标准规定,在大型油气输送管道中,当通过高寒地带、海底、城市人口稠密区等1类、2类地区时,直缝埋弧焊管是唯一指定适用管型。
  
  一、加工硬化加工硬化的影响无缝钢管管在冷拔时产生大量塑性变形,引起明显的晶格畸变,从而使晶格能量提高,金属内能增加,导致金属内部应力不均匀,产生残余内应力。这样便使金属硬度增加,韧性下降。金属硬度越高,冷拔时残余内应力越大,加工硬化现象越明显。当残余应力达到一定数值时,金属就会沿某一列晶粒界面撕裂,形成无缝钢管的开裂。
  
  二、氢脆现象。
  
  氢脆现象的影响在用酸液除氧化皮的过程中,硫酸和铁发生反应析出氢气。氢以原子或离子的形式渗入钢中,形成固溶体。氢对钢力学性能的影响典型表现在氢脆现象上。
  
  薄壁冷拔无缝钢管的原料是圆管坯,圆管胚要经过切割机的切割加工成长度约为1米的坯料,并经传送带送到熔炉内加热。钢坯被送入熔炉内加热,温度大约为1200℃。燃料为氢气或乙炔。炉内温度控制是关键性的问题。圆管坯出炉后要经过压力穿孔机进行穿空。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机,这种穿孔机生产效率高,产品质量好,穿孔扩径量大,可穿多种钢种。穿孔后,圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定径。定径机通过锥形钻头高速旋转入钢胚打孔,形成钢管。无缝钢管内径由定径机钻头的外径长度来确定。钢管经定径后,进入冷却塔中,通过喷水冷却,钢管经冷却后,就要被矫直。无缝钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机(或水压实验)进行内部探伤。若钢管内部有裂纹,气泡等问题,将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。无缝钢管质检后,用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。中国无缝管网编辑部获悉
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