对热轧无缝钢管生产时产生细微质量缺陷的控制要点分析

对热轧无缝钢管生产时产生细微质量缺陷的控制要点分析

李善邦

李善邦

天津钢管集团股份有限公司天津市300301

摘要：对于热轧无缝钢管的质量缺陷来说，其包含的形式与种类有很多。对于不同的质量缺陷的检验而言，其标准是有所不同的。在进行热轧无缝钢管质量缺陷的判定与表述的时候，应该结合实际的生产情况来进行分析，而不同的情况，以及不同的质量缺陷，很可能有不同的界定标准。

关键词：热轧无缝钢管；质量缺陷；控制要点

引言

检测和判定有缺陷的钢管，能够使企业的产品质量得到有效的保证，增强企业的市场竞争力，这是每一个生产企业需要进行的重要工艺环节。对于无缝钢管的质量检测方法以及检测设备的改进是目前很多工程人员以及相关的专家学者工作内容的重点。增强无缝钢管质量检测的准确性的相关研究为绝大多数无缝钢管生产企业带来了信心以及希望。

1、热轧无缝钢管分类

根据热轧无缝钢管质量及用途，将其分为以下几类：构造用无缝钢管（GBT8162-1999）。关键是用在普通结构造及机械构造。它表示的材质为：碳素钢、20、45号钢；合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。传送流体用无缝钢管（GBT8163-1999）。关键是用在工程和体型较大的设备上输送流体的管道。代表材质为20、Q345等。低中压锅炉用无缝钢管（GB3087-1999）是用来构建各样类型的低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管和机车锅炉用大烟管、小烟管、过热蒸汽管及拱砖管用的优质碳素结构钢热轧及冷拔（轧）无缝钢管。代表材质为10、20号钢。高压锅炉用无缝钢管（GB5310-1995）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。高压化肥设备用无缝钢管（GB1479-2000）是适用于工作温度为-40～400℃、工作压力为10～30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。石油裂化用无缝钢管（GB9948-1988）。主要用于石油冶收稿日期：2016年1月作者简介：辛曜明，生于1970年11月，男，山东烟台人，本科，工程师，主要研究方向：无缝钢管生产工艺。炼厂的锅炉、热交换器及其输送流体管道。其代表材质为20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。地质钻探用钢管（YB235-70）是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管，按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。金刚石岩芯钻探用无缝钢管（GB3423-82）是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管。

2、热轧无缝钢管质量缺陷

现行的钢管国标对以下几种缺陷作了具体规定：结疤、直道、裂纹、折叠、轧折和离层。其实以上几种缺陷并不完全。其他一些还有一些国标中没有出现的缺陷如“内棱”。企业在生产过程中检验产品时不可能在生产现场完全按这样几种缺陷的标准进行。除此之外，对个别项目，还需要具体从内表面和外表面的角度进行分析，这样更符合生产实际。对于热轧无缝钢管来说，其质量缺陷通常可以分为是内表面、外表面以及管体几个部分，如果从其他角度来进行划分则可以分为一般缺陷和严重性缺陷。一般性缺陷往往是可以进行修磨的，而严重性缺陷常常涉及到严重质量问题。在对热轧无缝钢管进行质量缺陷的量化指标规定的时候，需要能够对可以进行测量以及拥有检测与判定手段进行考虑，避免相关规定与标准的实施落不到实处的情况出现。如果能够进行热轧无缝钢管相关的质量缺陷图谱的编制，对于提升热轧无缝钢管的质量将会有很大的帮助。在过去曾经有钢管或者是钢材产品的相关缺陷图谱的编制与出版，对描述的钢坯或者是钢材进行了缺陷的图与文结合方式的罗列与详细描述，不但让质量缺陷的判定更加规范也提升了相应产品的质量。只是在热轧无缝钢管相关的行业当中，并没有这样的缺陷图谱存在，如果能够进行热轧无缝钢管质量缺陷图谱的编制，无疑能够让其质量缺陷的检验与判定更加规范，也能够让热轧无缝钢管获得许多益处。在进行热轧无缝钢管的缺陷检测的时候，选择无损检测的方式，也能够让热轧无缝钢管更加有保证并且避免出现更多的质量缺陷问题。

3、热轧无缝钢管质量缺陷控制要点

3.1成品锈斑和表面粗糙的成因分析

（1）锈斑成因：同规格的20#钢在生产过程中并没有出现类似现象，所以分析可能是因为27SiMn钢材里面含Si量相对于20#较高，在加热炉加热过程中，产生了与被加热坯料强烈啮合的具有特殊性质的氧化铁，此类氧化铁在特定的温度范围内不容易与被加热的坯料剥离，从而在冷却床冷却后容易形成红褐色的锈斑。（2）麻面成因：由于半成品钢管在经过定减径机过程中被挤压附着在钢管表面形成的。（3）氧化铁在形成过程中的决定因素：①温度：铁的氧化会随着温度的升高而加快。加热时间：同等外部环境下，加热的时间越久，坯料外表面的氧化越厉害。加热炉内的炉气氛：主要是O2、CO等。

3.2措施方法

（1）调低进再加热炉前钢管温度：在再加热炉入口前的辊道上加装测温仪，保证入炉钢管的温度控制在530±10℃之间。（2）生产此类钢种时，再加热炉炉温控制：加热段840℃～860℃，加热段850℃～880℃，（3）调低经过再加热加热后，进入定减径机前的钢管的温度，必须控制在830±20℃。（4）再进行必要的热处理工艺，对改进后产品的性能指标进行检验。与国标性能指标对比可以看出，经过改进的轧制工艺生产出来的产品是能满足质量要求的。（5）对缺陷的规定应原则性和可操作性相结合。对产品质量的要求是只作原则性规定还是详细列举，这是与客户签订技术协议或编写标准时首先遇到的问题。以冷轧不锈钢产品的质量要求为例，美国和日本的标准对冷轧不锈钢仅作了“钢材表面不得存在对使用有害的缺陷”的原则性规定。而我国标准则沿用前苏联标准的做法，详细列出不得有裂纹、气泡等要求。对缺陷作原则性规定，只提使用规则，回避了缺陷的具体项目，因而有着全面保证使用要求的观念，但不利于现场的实际执行，势必造成“写归写、用归用”的状况。实际应用时，还得再编写具体的条款。把缺陷一一详细列举出来，优点在于有可操作性，也便于有针对性地解决具体质量问题和开展统计工作，但难度在于不易把全部问题说清楚。对此，建议将上述两种方式适当地结合起来。也就是说，既要对缺陷作原则性规定又要详细列举缺陷。

结束语

随着我国钢管行业的长足发展，越来越多的产品按国外先进标准生产，很有必要统一其缺陷术语，以利于科学地检判产品，做好质量统计分析以及处理用户产品质量异议。因此，制定钢管行业标准《钢管术语》势在必行。这也是一项产品质量工作的重要技术基础工作，它将进一步促进钢管生产和技术质量工作更上新的台阶。

参考文献：

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[2]栾治伟，李铁克，王柏琳.无缝钢管热轧批量调度问题的学习型文化基因算法[J/OL].计算机集成制造系统：1-16[2019-03-30].html.

[3]李群.热轧无缝钢管用芯棒的类别与特点[J].钢管，2018，47（04）：56-60.