高压无缝钢管管坯控制

管坯对无缝钢管生产具有较大影响,主要表现为钢的化学成分的稳定及钢的纯净度方面。一般高压管坯通常采用“电炉+LF+VD”生产流程,电弧炉主要用于冶炼出合格的粗钢水,LF炉除对钢水进行脱氧、脱硫和温度控制外,最重要的任务是调整钢水的化学成分,VD炉主要是净化钢液,保证钢水的纯净度。根据高压锅炉管的应用特点,要求锅炉钢在冶炼控制技术方面,除化学成分要命中目标以外,还要求锅炉钢纯净度要高,S、P有害元素控制要低,特别是S元素要严格控,主要因为S元素是引起原晶界弱化的主要杂质元素,是导致钢蠕变脆化的主要因素。长期以来锅炉管都是采用锻轧管坯制造的,锻轧管坯不仅可以在钢锭上切除缩孔、夹渣等浇钢缺陷,同时也可以通过大的轧制变形消除残留的缺陷。
近年来随着冶金工艺装备水平的大幅度提升,管坯连铸连轧生产工艺以其高效、低耗、优质、低成本优势得到迅速推广,管坯厂为了保证表面质量一般配有钢棒漏磁探伤、超声波相控阵探伤或红外探伤等检测手段,发现缺陷进行表面扒皮等相关配套手段。

高压无缝钢管热处理工序控制要点

在高压锅炉用无缝钢管生产工序中,热处理是关键工序,热处理对无缝钢管的内在质量及表面质量产生重要影响,对生产合金无缝钢管尤为重要,对电站锅炉用高压锅炉管的持久性能影响较大,稳定的金相组织和良好的内外表面质量代表钢管企业的制造水平。钢管的化学成分确定之后,最终赋予钢管优良力学性能和内在组织的是热处理工艺,ASME标准给出的工艺参数范围较宽,生产企业需现场试验,找出合适的热处理工艺。T22的通常热处理工艺:920℃-940℃正火,保温大于20分钟;720℃-740℃回火,保温2h。

高压无缝钢管无损检测的控制

一般国内锅炉企业按照GB5310或企业采购规程(订货技术条件)进行采购高压锅炉管,无损检测一般采用涡流及超声波自动探伤,要求钢管逐根进行涡流探伤,涡流探伤方法及验收标准按GB7735较高级控制;钢管逐根进行超声波探伤,探伤方法按GB5777级,所有规格钢管的验收标准应符合L2级的规定;出口管或按照ASME SA-213标准交货的钢管的无损检测按照SA-450进行控制。超声波测厚、斜向伤检测功能开始在国产自动探伤设备配置,将较好地提升国产设备的性能,同时有效地检测钢管内分层缺陷。

高压无缝钢管物理性能要求

(1)GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验按GB/T228-87,水压试验按GB/T241-90,压扁试验按GB/T246-97,扩口试验按GB/T242-97,冷弯试验按GB244-97。
(2)GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验、水压试验和压扁试验与GB3087-82规定相同;冲击试验按GB229-94,扩口试验按GB/T242-97,晶粒度试验按YB/T5148-93;显微组织检验按GB13298-91,脱碳层检验按GB224-87,超声波检验按GB/T5777-96。
(3)进口锅炉管的物理性能检验及指标按合同规定的有关标准进行。

抗拉强度
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的最大力(Fb),出以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为:
式中:Fb–试样拉断时所承受的最大力,N(牛顿); So–试样原始横截面积,mm2。
屈服点
具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的最大应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式为:
式中:Fs–试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So–试样原始横截面积,mm2。

断后伸长率
在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:
式中:L1–试样拉断后的标距长度,mm; L0–试样原始标距长度,mm。
断面收缩率
在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:
式中:S0–试样原始横截面积,mm2; S1–试样拉断后缩径处的最少横截面积,mm2。
硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。