無縫鋼管缺陷分析課件

無縫管質(zhì)量異議分析及預(yù)防措施

無縫管質(zhì)量異議分析及預(yù)防措施

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2013年，我實驗室對部分無縫鋼管生產(chǎn)廠的產(chǎn)品質(zhì)量進行統(tǒng)計分析，從統(tǒng)計結(jié)果可以了解到，各生產(chǎn)廠在產(chǎn)品質(zhì)量方面均存在加工缺陷（加工裂紋、黑皮扣、內(nèi)螺、緊密距等）、幾何尺寸、性能（力學(xué)性能、化學(xué)成份、粘扣）、鋼管彎曲、碰扁、凹陷、鋼管銹蝕、麻面、缺陷漏檢、混規(guī)、混鋼等其它缺陷。2013年，我實驗室對部分無縫鋼管生產(chǎn)2發(fā)生問題的主要原因如下：一、無縫鋼管生產(chǎn)過程產(chǎn)生的質(zhì)量問題；二、生產(chǎn)廠管理方面的問題（人為因素）；發(fā)生問題的主要原因如下：3無縫鋼管的生產(chǎn)標準

我國現(xiàn)行無縫鋼管標準47項。包括國家標準25項，行業(yè)標準3項，特殊用途產(chǎn)品標準19項。其中基礎(chǔ)標準2項，產(chǎn)品標準45項。無縫鋼管的生產(chǎn)標準我國現(xiàn)行無縫鋼管標準47項。4無縫鋼管的生產(chǎn)標準無縫鋼管的生產(chǎn)標準5無縫鋼管質(zhì)量要求1、

鋼的化學(xué)成分；鋼的化學(xué)成分是影響無縫鋼管性能最重要的因素。也是制定軋管工藝參數(shù)和鋼管熱處理工藝參數(shù)的主要依據(jù)。在無縫鋼管標準中，根據(jù)鋼管的不同用途，對鋼的冶煉和管坯的制造方法提出相應(yīng)的要求，并對化學(xué)成分作出嚴格的規(guī)定。尤其對某些有害化學(xué)元素（砷、錫、銻、鉛、鉍）以及氣體（氮、氫、氧等）含量提出了要求。為了提高鋼中化學(xué)成分的均勻性和鋼的純凈度，減少管坯中的非金屬夾雜并改善其分布形態(tài)，常常采用爐外精煉設(shè)備對鋼水進行精煉，甚至采用電渣爐對管坯進行重熔精煉。

無縫鋼管質(zhì)量要求1、鋼的化學(xué)成分；6無縫鋼管質(zhì)量要求2、

鋼管幾何尺寸精度和外徑；鋼管外徑精度、壁厚、橢圓度、長度、鋼管彎曲度、鋼管端面切斜度、鋼管端面坡口角度和鈍邊、異型鋼管的橫截面尺寸1.2.1鋼管外徑精度無縫鋼管的外徑精度取決于定（減）徑（包括張力減徑）的方法、設(shè)備運轉(zhuǎn)情況、工藝制度等。并且外徑精度還與定（減）徑機的孔型加工精度和各機架的變形量分配以及調(diào)整有關(guān)。而冷軋（抜）成型的無縫鋼管外徑精度與模具或軋錕孔型的精度有關(guān)。1.2.2壁厚無縫鋼管的壁厚精度與管坯的加熱質(zhì)量、各變形工序的工藝設(shè)計參數(shù)和調(diào)整參數(shù)、工具質(zhì)量及其潤滑質(zhì)量有關(guān)。鋼管壁厚不均分布為橫向壁厚不均和縱向壁厚不均。無縫鋼管質(zhì)量要求2、鋼管幾何尺寸精度和外徑；7無縫鋼管質(zhì)量要求1.2.3橢圓度橢圓度表示鋼管的不圓度，它反映了同一橫截面上鋼管的最大外徑和最小外徑的比值。管線管對管端的外徑橢圓度要求較高，以利于鋼管管端的對焊連接；而機加工管對鋼管的內(nèi)外徑橢圓度要求均嚴格，以利于鋼管內(nèi)徑和外徑的機械加工。1.2.4長度標準對鋼管的長度的要求主要表現(xiàn)在三個方面：一是鋼管通常長度（即最大及最小允許長度）；二是定（倍）尺長度；三是鋼管長度的允許偏差。1.2.5鋼管彎曲度彎曲度表示鋼管的撓度。一般規(guī)定了每米鋼管長度的彎曲度和鋼管全長的彎曲度。1.2.6鋼管端面切斜度表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度，一般在檢查中，采用同一鋼管端面上沿軸線相差最大的表面兩點之間的距離來表示。1.2.7鋼管端面坡口角度和鈍邊有些用途的鋼管（如管線管）在使用時需要焊接，因此，標準規(guī)定了鋼管端面坡口角度和鈍邊的尺寸及允許偏差。

無縫鋼管質(zhì)量要求1.2.3橢圓度8無縫鋼管質(zhì)量要求3、鋼管的表面質(zhì)量；標準規(guī)定了鋼管的“表面光潔”要求。但在生產(chǎn)過程中因各種原因所致的鋼管表面缺陷多達10幾種。包括：鋼管的表面裂紋（裂縫）、發(fā)紋、內(nèi)折、外折、扎破、內(nèi)直道、外直道、離層、結(jié)疤、凹坑、凸包、麻面（麻坑）、擦傷（劃傷）、內(nèi)螺旋道、外螺旋道、青線、矯凹、輥印等。這些缺陷產(chǎn)生的原因主要一方面是由于管坯的表面缺陷或內(nèi)部缺陷所帶來的。另一方面是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，也即如果軋制工藝參數(shù)設(shè)計不合理，工（模）具表面不光滑，潤滑條件不好，孔型設(shè)計及調(diào)整不合理等都有可能導(dǎo)致鋼管出現(xiàn)表面質(zhì)量問題；或者管坯（鋼管）在加熱、軋制、熱處理以及矯直過程中，如果因加熱溫度控制不當、變形不均勻、加熱、冷卻速度不合理或矯直變形量太大而產(chǎn)生了過大的殘余應(yīng)力，那么也有可能導(dǎo)致鋼管產(chǎn)生表面裂紋。無縫鋼管質(zhì)量要求3、鋼管的表面質(zhì)量；9無縫鋼管質(zhì)量要求4鋼管物理化學(xué)性能；鋼管的物理化學(xué)性能包括鋼管常溫下的力學(xué)性能、一定溫度下的力學(xué)性能（熱強性能或低溫性能）和抗腐蝕性能（抗氧化、抗水蝕、抗酸堿等性能）。一般來講，鋼管的物理化學(xué)性能主要取決于鋼的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和鋼的純凈度以及鋼管的熱處理方式等。當然有些情況下，鋼管的軋制溫度和變形制度對鋼管的性能也有影響。5鋼管工藝性能；鋼管的工藝性能包括鋼管的壓扁、擴口、卷邊、彎曲、環(huán)拉和焊接等性能。6鋼管金相組織；鋼管的金相組織包括鋼管的低倍組織和高倍組織。7鋼管特殊要求；客戶要求的特殊條件。無縫鋼管質(zhì)量要求4鋼管物理化學(xué)性能；10無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1、

管坯質(zhì)量缺陷及預(yù)防生產(chǎn)無縫鋼管所用的管坯既可以是連鑄圓管坯、軋（鍛）制圓管坯、離心澆注圓空心管坯，也可以直接使用鋼錠。在實際生產(chǎn)過程中，主要使用的是連鑄圓管坯，原因是由于連鑄圓管坯成本低、表面質(zhì)量好。1.1管坯的外觀形狀、表面質(zhì)量缺陷1.1.1外觀形狀缺陷對于圓管坯而言，管坯的外觀形狀缺陷主要包括管坯的直徑和橢圓度超差、端面切斜度超差等。對于鋼錠而言，管坯的外觀形狀缺陷主要包括因鋼錠模磨損而使鋼錠的形狀不正確等。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1、管坯11無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

圓管坯直徑及橢圓度超差：

一般在實際中認為管坯在穿孔時，穿孔頂頭前壓下率的大小與穿孔毛管內(nèi)折的多少成比例關(guān)系，頂頭壓下率越大，利于管坯的孔腔過早形成，毛管容易產(chǎn)生內(nèi)表面裂紋。正常生產(chǎn)過程中，穿孔機的孔型參數(shù)根據(jù)管坯名義直徑及毛管的外徑和壁厚確定。當孔型調(diào)整好后，如管坯外徑超正公差，頂頭前壓下率增大，穿孔毛管產(chǎn)生內(nèi)折缺陷；如管坯外徑超負，頂頭前壓下率減小，產(chǎn)生管坯的一次咬入點向孔喉處移動，會使穿孔過程不好實現(xiàn)。

橢圓度超差：管坯的橢圓度不均時，管坯進入穿孔變形區(qū)后旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，軋輥會將管坯表面刮傷，導(dǎo)致毛管產(chǎn)生外表缺陷。

圓管坯端面切斜度超差：管坯穿孔毛管前端的壁厚不均。主要原因是管坯沒有定心孔時，在穿孔過程中頂頭與管坯端面相遇，因管坯端面存在較大的斜面，使得頂頭鼻部不易對中管坯的中心而導(dǎo)致毛管端面的壁厚不均。

無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防圓12無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1.1.2表面質(zhì)量缺陷（連鑄圓管坯）管坯表面裂紋：縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)狀裂紋

縱裂紋產(chǎn)生的原因：

A.水口和結(jié)晶器不對中而產(chǎn)生的偏流對管坯凝固坯殼的沖刷；

B.保護渣熔化性不良，液渣層過厚或過薄，導(dǎo)致渣膜厚薄不均,使管坯局部凝固殼過薄。

C.結(jié)晶液面波動（液面波動﹥±10mm時，裂紋發(fā)生率位30％左右）；

D.鋼中P和S含量。（P﹥0.017%,S﹥0.027%,縱裂紋增大趨勢）；

E.鋼中C在0.12%-0.17%時，縱裂紋增大趨勢。預(yù)防措施：A.保證水口和結(jié)晶器對中；B.結(jié)晶液面波動要穩(wěn)定；C.采用合適的結(jié)晶錐度；D.選擇性能優(yōu)異的保護渣；E.采用熱頂結(jié)晶器。

橫裂紋產(chǎn)生的原因：A.振痕太深是產(chǎn)生橫裂紋的主要原因；B.鋼中（鈮、鋁）含量增加，誘發(fā)原因。C.管坯在溫度900－700℃時矯直。D.二次冷卻強度太大。預(yù)防措施：A.結(jié)晶器采用高頻率、小振幅以減小鑄坯內(nèi)弧表面的振痕深度；B.二次冷卻區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻制度，確保矯直時表面溫度大于900度。C.保持結(jié)晶液面穩(wěn)定；D.采用潤滑性能良好、粘度較低的保護渣。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1.1.213無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防表面網(wǎng)狀裂紋產(chǎn)生原因：

A.高溫鑄坯吸收了結(jié)晶器的銅，而銅變成液體之后再沿奧氏體晶界滲出；B.鋼中殘余元素（如銅、錫等）殘留再管坯表面并沿晶界滲出；預(yù)防措施：A.結(jié)晶器表面鍍鉻以增加表面硬度；B.采用合適的二冷水量；C.控制鋼中的殘余元素。D.控制Mn/S值，確保Mn/S﹥40。一般認為，當管坯的表面裂紋深度不超過0.5mm時，在加熱過程中裂紋會被氧化掉，不會造成鋼管表面裂紋。由于管坯表面裂紋在加熱過程中會發(fā)生嚴重的氧化，經(jīng)過軋制后裂紋處常伴有氧化質(zhì)點、脫碳現(xiàn)象等。管坯結(jié)疤與重皮：產(chǎn)生原因：鋼水溫度過低、鋼水太粘、水口堵塞、注流偏離等原因。由于管坯的表面結(jié)疤、重皮形成的鋼管外折，不同于軋管時所產(chǎn)生的荒管結(jié)疤和外折缺陷，它具有十分明顯的氧化特性，并伴有氧化質(zhì)點和嚴重的脫碳現(xiàn)象，缺陷處存在氧化亞鐵。管坯氣孔：一般在鋼液澆鑄過程中皮下氣泡破裂形成而在管坯表面形成的一些小氣孔，管坯軋制后會在鋼管表面形成小飛皮。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防表面網(wǎng)狀裂14無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防管坯凹坑與溝槽：管坯凹坑與溝槽產(chǎn)生原因：一方面可能是鑄坯在結(jié)晶過程中產(chǎn)生的，與結(jié)晶器的錐度太大或二冷區(qū)的不均勻冷卻有關(guān)；另一方面可能是因鑄坯在還沒有完全冷卻時，管坯表面受到機械碰傷或劃傷而造成的。穿孔后在毛管表面形成折疊或結(jié)疤（凹坑），大外折（溝槽）。管坯“耳子”：主要是由于輥縫（連鑄機的拉矯輥、軋鋼機的軋輥）處不是封閉的，在管坯拉矯或軋制時，因拉矯輥或軋輥的壓下量太大或輥縫太小。造成過多的寬展金屬進入輥縫產(chǎn)生的。穿孔后毛管表面產(chǎn)生螺旋狀外折。

管坯表面缺陷無論是哪一種，在軋管過程中都有可能鋼管表面形成缺陷，嚴重時所軋鋼管報廢，因此必須加強對管坯表面質(zhì)量的控制和表面缺陷的清除。只有符合標準要求的管坯方可投入軋管生產(chǎn)。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防管坯凹坑與151.2管坯的低倍組織缺陷：目視

管坯皮下氣泡：產(chǎn)生原因一是鋼水脫氧不足，二是鋼水中氣體含量（尤其是氫）也是產(chǎn)生管坯皮下氣泡的一個重要原因。這中缺陷經(jīng)穿孔或軋制后在鋼管外表面形成飛皮（沒有規(guī)律），形狀類似“指甲”狀，嚴重時會布滿鋼管的外表面。該類缺陷較小而淺，通過修磨可以去除。

管坯皮下裂紋：產(chǎn)生主要原因連鑄圓管坯表面層的溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次的相變后形成的。一般不產(chǎn)生缺陷，如有是輕微外折。管坯中間裂紋和中心裂紋：連鑄圓管坯的中間裂紋和中心裂紋是造成無縫鋼管鋼質(zhì)內(nèi)折的主要原因。裂紋產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，涉及到鑄坯凝固傳熱、穿質(zhì)和應(yīng)力的作用，單總的來說是受二次冷卻區(qū)鑄坯凝固過程控制的。

管坯疏松和縮孔：主要是因鑄坯在凝固過程中的超前晶粒作用，液態(tài)金屬運動基于向凝固方向冷卻產(chǎn)生收縮受阻而形成的。連鑄圓管坯如帶有疏松和縮孔，對斜軋穿孔的毛管質(zhì)量并無太大的影響。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1.2管坯的低倍組織缺陷：目視無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－16無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1.3管坯的顯微組織缺陷：高倍或電鏡

當管坯的成分和組織不均勻且產(chǎn)生嚴重偏析時，會使軋制后的鋼管呈現(xiàn)嚴重的帶狀組織，從而影響鋼管力學(xué)性能和腐蝕性能，并使其性能不符合要求。當管坯夾雜物含量太多，不僅會影響鋼管的性能，而且可能會使鋼管在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生裂紋。因素：鋼中的有害元素、管坯成分及組織偏析和管坯非金屬夾雜物。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯質(zhì)量缺陷及其預(yù)防1.3管坯17無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防2管坯加熱缺陷生產(chǎn)熱軋無縫鋼管，從管坯到成品鋼管一般需要進行兩次加熱，即管坯穿孔前的加熱和軋后荒管在定徑前的再加熱。生產(chǎn)冷軋鋼管時，需要采用中間退火的方式來消除鋼管的殘余應(yīng)力。盡管每次加熱的目的不同，加熱爐也可能不一樣，但每次加熱的工藝參數(shù)、加熱控制等不當，管坯（鋼管）就會產(chǎn)生加熱缺陷而影響鋼管質(zhì)量。穿孔前的管坯加熱，目的是為了提高鋼的塑性，降低鋼的變形抗力，為軋管提供良好的金相組織。使用的加熱爐有環(huán)形加熱爐、步進式加熱爐、斜底式加熱爐和車底式加熱爐。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防2管坯18無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防

定徑前的荒管再加熱，目的再于升高和均勻荒管的溫度，提高塑性，控制金相組織，保證鋼管力學(xué)性能。加熱爐主要有步進式再加熱爐、連續(xù)輥底式再加熱爐、斜底式再加熱爐以及電感應(yīng)式再加熱爐。冷軋過程中的鋼管退火熱處理，目的是消除鋼管再冷加工時所產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象，降低鋼的變形抗力，為鋼管的繼續(xù)加工創(chuàng)造條件。退火熱處理采用的加熱爐主要有步進式加熱爐、連續(xù)輥底式加熱爐和車底式加熱爐。

管坯加熱常見缺陷有：管坯（鋼管）的加熱不均（俗稱陰陽面）、氧化、脫碳、加熱裂紋、過熱和過燒等。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防19無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防

影響管坯加熱質(zhì)量的主要因素：加熱溫度、加熱速度、加熱和保溫時間以及爐內(nèi)氣氛等。

管坯加熱溫度：主要表現(xiàn)為溫度太低或太高，或加熱溫度的不均勻。溫度太低，會增大鋼的變形抗力，降低塑性。特別是當加熱溫度不能保證鋼的金相組織全部轉(zhuǎn)變成奧氏體晶粒時，管坯在熱軋過程中，產(chǎn)生裂紋的趨勢會增大。溫度過高時，管坯表面會發(fā)生嚴重的氧化、脫碳甚至產(chǎn)生過熱或過燒。

管坯加熱速度：管坯加熱速度的大小與管坯加熱裂紋的產(chǎn)生密切相關(guān)，加熱速度太快時，管坯容易產(chǎn)生加熱裂紋。主要原因是：當管坯表面的溫度升高時，管坯內(nèi)部的金屬與表面的金屬產(chǎn)生了溫差，導(dǎo)致金屬熱膨脹不一致而產(chǎn)生熱應(yīng)力，一旦此熱應(yīng)力超過材料的斷裂應(yīng)力，就會產(chǎn)生裂紋；管坯的加熱裂紋即可能存在于管坯的表面，也可能存在內(nèi)部，當帶有加熱裂紋的管坯進行穿孔時，容易在毛管內(nèi)、外表面形成裂紋或折疊。預(yù)防促使：當管坯進入加熱爐后尚處于低溫時，采用較低的加熱速度，隨著管坯溫度的升高，加熱速度便可以隨之提高。

無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防影響20無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防

管坯加熱時間和保溫時間：管坯加熱時間和保溫時間的長短與加熱缺陷（表面氧化、脫碳、晶粒度粗大、過熱甚至過燒等）有關(guān)。一般來講，若管坯在高溫下的加熱時間越長，則越容易造成表面的嚴重氧化、脫碳、過熱甚至過燒等，嚴重時造成鋼管報廢。預(yù)防措施：A.確保管坯加熱均勻并全部轉(zhuǎn)變成奧氏體組織；B.碳化物應(yīng)溶入奧氏體晶粒中；C.奧氏體晶粒不能粗大不能出現(xiàn)混晶；D.加熱后管坯不能產(chǎn)生過熱或過燒。總之，為提高管坯的加熱質(zhì)量，預(yù)防加熱缺陷，在制定管坯加熱工藝參數(shù)時，一般遵循以下要求：A.加熱溫度準確，以保證穿孔過程在管坯可穿性最好的溫度范圍內(nèi)進行；B.加熱溫度均勻，力求使管坯沿縱向和橫向的加熱溫差不大于±10℃；C.金屬燒損少，在加熱過程中應(yīng)防止管坯產(chǎn)生過氧化、表面裂紋、粘接等。D.加熱制度合理，應(yīng)做好加熱溫度、加熱速度和加熱時間（保溫時間）的合理配合，以防止管坯產(chǎn)生過熱甚至過燒。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－管坯加熱缺陷及其預(yù)防管坯21無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－荒管加熱缺陷及其預(yù)防3荒管加熱缺陷及其預(yù)防

經(jīng)軋管機軋制后的荒管，一般不能保證其溫度的均勻一致，也難以滿足荒管終軋溫度的要求。因此，需要在定徑前對其金相再加熱。加熱爐主要有步進式再加熱爐、連續(xù)輥底式再加熱爐、斜底式再加熱爐以及電感應(yīng)式再加熱爐?；墓茉诩訜徇^程中所產(chǎn)生的主要質(zhì)量缺陷，包括荒管的加熱不均、加熱溫度太高或太低、金相組織不合理、表面嚴重氧化和脫碳、過熱或過燒以及管體在加熱爐中的機械擦傷等。

荒管加熱不均：一般來講，荒管從軋機軋出后均存在頭尾溫差。軋機軋制速度越慢，軋制時間就越長，荒管頭尾溫差就越大（反映再周期軋管機組最為明顯）。當帶有頭尾溫差的荒管進入再加熱爐后，如果加熱時間不夠，則溫差難以消除。另一種情況是如果再加熱爐的爐膛較寬，加之燒嘴供熱不均時，也容易產(chǎn)生荒管縱向溫差。而當荒管壁厚越厚，加熱時間越短，這種溫度的不均勻更嚴重。為保證荒管加熱溫度的均勻性，就應(yīng)確?；墓芗訜釙r間和爐內(nèi)供熱及爐內(nèi)氣氛的均勻性，另外應(yīng)選擇核實的燒嘴型式。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－荒管加熱缺陷及其預(yù)防3荒管加22無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－荒管加熱缺陷及其預(yù)防

鋼管顯微組織不合理：定徑后不需要再進行熱處理的鋼管，其性能是通過荒管定徑前的再加熱和定徑后的冷卻制度來實現(xiàn)其性能的。如果荒管的再加熱溫度和加熱時間不合適，就有可能出現(xiàn)如奧氏體晶粒度大小不一，或鋼中的碳化物沒有完全進入奧氏體晶粒中等情況，由此會造成荒管的顯微組織不合理而影響鋼管的性能?；墓鼙砻嫜趸懊撎迹夯墓茉偌訜徇^程中，經(jīng)常出現(xiàn)的一種缺陷是表面嚴重氧化（氧化鐵皮較厚時，定（減）徑后的鋼管會產(chǎn)生麻面）、脫碳。消除鋼管麻面和表面嚴重脫碳的有效辦法是保證爐內(nèi)氣氛呈弱還原性，按照加熱工藝要求，控制好加熱時間和溫度，再不造成荒管缺陷的前提下，應(yīng)采用較快的加熱速度和較短的加熱時間。荒管表面擦傷：主要是因荒管在步進式在加熱爐的出爐輥道上，或在螺旋桿推進式在加熱爐的螺旋桿上與出爐輥道或螺旋桿發(fā)生相對滑動而產(chǎn)生的。目前沒有完全消除荒管表面擦傷的辦法，主要采用以下幾點減輕擦傷：A.將出爐輥道和螺旋桿表面鍍層，提高表面硬度和光潔度；B.采用耐高溫和合金鋼來制作輥道和螺旋桿；C.采用輥道內(nèi)冷水技術(shù)；無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－荒管加熱缺陷及其預(yù)防鋼管23無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防4鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防無論采用正火、退火、回火、淬火以及其它工藝熱處理工藝，鋼管在熱處理時都需要經(jīng)過加熱、保溫和冷卻等基本過程，這些過程中都可能使鋼管產(chǎn)生缺陷。鋼管熱處理缺陷主要包括鋼管的組織性能不合格、尺寸超標、表面裂紋、擦傷、嚴重氧化、脫碳、過熱或過燒以及在保護氣體熱處理時鋼管表面氧化等缺陷。鋼管組織性能不合格：在熱處理時，常因鋼管的加熱溫度不正確、或保溫時間不合理、冷卻速度太快或太慢等因素使鋼管的性能不符合要求。對此，一是在制定加熱工藝時，應(yīng)充分考慮鋼中的合金元素、鋼管的加熱溫度、原始組織和尺寸對鋼的奧氏體變化的影響。二是根據(jù)鐵－碳平衡圖制定鋼管熱處理加熱溫度。三是明確熱處理方式、加熱溫度、回火溫度和冷卻速度。工藝方案制定后需經(jīng)小批量生產(chǎn)驗證后才能量產(chǎn)。

無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防4鋼管24無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防

鋼管尺寸不合格：鋼管熱處理后，在某些情況下尺寸會發(fā)生明顯的變化，包括外徑、橢圓度以及彎曲度的變化。外徑的變化常發(fā)生在淬火工藝，因鋼管淬火后，主要組織變成了馬氏體和貝氏體，因組織的變化帶來體積的變化使得鋼管的外徑增大。為減少外徑變化，常在回火工序后增設(shè)定徑工序。橢圓度的變化通常發(fā)生在鋼管的端部，主要是大口徑薄壁鋼管在長時間的高溫加熱時造成的。對于防止橢圓度的變化主要時保證加熱制度的合理性。有時即使加熱制度合理，一旦D/S值太大，也會產(chǎn)生鋼管“燒塌”，而使端部出現(xiàn)“不圓”，在此情況下，只要能保證鋼管邊加熱邊旋轉(zhuǎn)，即可預(yù)防。影響彎曲因素很多，主要包括鋼管加熱和冷卻不均，特別是鋼管淬火時沿縱向或橫向各部分的冷卻速度不一致等。一般來講，發(fā)生彎曲的鋼管可以通過矯直機進行矯直來消除。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防鋼25無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防

鋼管表面裂紋：鋼管在熱處理過程中，過大的溫度應(yīng)力會使鋼管產(chǎn)生表面裂紋。主要原因是因加熱速度或冷卻速度太快而造成的。合金厚壁鋼管在加熱時，如果爐內(nèi)溫度太高，鋼管進爐后會遭遇高溫快速加熱，此時容易在鋼管表面和內(nèi)部金屬之間造成較大的溫差而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當該應(yīng)力達到材料的抗拉強度極限時，鋼管表面就出現(xiàn)裂紋。由于淬火工藝決定，鋼管金相淬火處理時產(chǎn)生表面裂紋的幾率相對比較高。當鋼管存在非金屬夾雜物、成分及組織偏析時，鋼管產(chǎn)生淬火裂紋的可能性會增大。

為了減輕鋼管的熱處理裂紋，一方面應(yīng)根據(jù)鋼種來制定鋼管的加熱制度和冷卻制度，選用合適的淬火介質(zhì)；另一方面應(yīng)盡快對經(jīng)過淬火的鋼管進行回火或退火以消除其內(nèi)應(yīng)力。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防鋼26無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防

鋼管表面擦傷和碰傷：主要是鋼管在加熱爐中加熱時或加熱后，在淬火裝置中或在輥道輸送過程中，與其相接觸的工具、工件之間發(fā)生的沒查或碰撞而在鋼管表面形成的缺陷。對此缺陷的產(chǎn)生預(yù)防，在保證加熱設(shè)備的正常運行情況下，盡可能減少鋼管與工件、工具及輥道之間的相對滑動速度，減少相互之間碰撞的機會?？傊?，熱軋無縫鋼管無論是管坯穿孔前的加熱，還是軋后荒管在定（減）徑前的在加熱，或是冷軋（拔）鋼管的中間退火，只要加熱工藝參數(shù)設(shè)計和控制不當，管坯（鋼管）就會產(chǎn)生諸如加熱不均、氧化、脫碳、加熱裂紋、過熱或過燒等質(zhì)量缺陷，最終影響到鋼管的質(zhì)量。因此必須加強管坯（鋼管）加熱各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防鋼27無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防5穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

穿孔是熱軋無縫鋼管變形的第一道工序，也是最重要的變形工序之一，其作用是將實心管坯穿制成空心毛管，按照管坯穿孔過程中的變形特點，分為縱軋穿孔和斜軋穿孔兩種。無論采用那種穿孔，都可能產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。一類是由管坯本身的缺陷或管坯在加熱過程中的缺陷，管坯經(jīng)過穿孔后缺陷進一步擴展；另一類是穿孔工序中產(chǎn)生的，是由于穿孔工藝參數(shù)設(shè)計或調(diào)整不正確、穿孔工具形狀不合理、穿孔工具表面存在質(zhì)量缺陷等原因造成的。不同的穿孔機和不同的穿孔方式，所產(chǎn)生毛管的質(zhì)量缺陷的原因不完全相同。穿孔毛管質(zhì)量缺陷主要有：毛管的壁厚不均、內(nèi)直道、外直道、表面結(jié)疤和劃傷、內(nèi)折、外折和離層等。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防528無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防5.1縱軋穿孔工藝與質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

縱軋穿孔包括壓力沖孔和推軋穿孔，有該種穿孔工藝帶來的缺陷與工藝本身固有的缺陷、穿孔工具質(zhì)量以及操作不當?shù)纫蛩赜嘘P(guān)，主要包括沖（穿）孔坯的壁厚不均、內(nèi)直道、外直道、表面劃傷等。

沖（穿）孔坯的壁厚不均：主要原因一是這種沖（穿）孔工藝本身就容易造成沖（頂）桿的中心線偏離管坯中心線，從而使沖（頂）出的沖（穿）孔坯的內(nèi)孔發(fā)生偏心；二是在巨大的沖孔力（后推力）的作用下，連接沖頭（頂頭）的沖桿（頂桿）會發(fā)生彎曲，其尾端也會產(chǎn)生的偏壁；預(yù)防措施：A.應(yīng)保證管坯加熱均勻，防止嚴重?zé)龘p，以消除因管坯加熱質(zhì)量不高而帶來的沖（穿）孔坯壁厚不均；B.盡可能使用管坯的中心線與沖桿（頂桿）中心線重合；C.防止沖桿（頂桿）彎曲，發(fā)現(xiàn)彎曲應(yīng)及時更換。

沖（穿）孔坯內(nèi)外直道：主要是由于沖頭（頂頭）在與管坯內(nèi)表面發(fā)生相對運動中，對內(nèi)表面刮傷而形成的。為了預(yù)防沖（穿）孔坯產(chǎn)生內(nèi)、外直道缺陷，應(yīng)加強對沖頭（頂頭）、沖模（軋輥）的冷卻，一旦發(fā)現(xiàn)沖頭（頂頭）、沖模（軋輥）粘鋼，要及時修磨和更換。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防5.129無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防5.2斜軋穿孔工藝與質(zhì)量缺陷及其預(yù)防斜軋穿孔工藝在無縫鋼管生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的，是德國曼內(nèi)斯曼兄弟1883年發(fā)明的。斜軋穿孔機包括二輥式斜軋穿孔機和三輥式斜軋穿孔機。管坯斜軋穿孔所產(chǎn)生的毛管質(zhì)量缺陷主要包括毛管的內(nèi)折、外折、壁厚不均和表面擦傷等。

毛管內(nèi)折：毛管是斜軋穿孔中最容易發(fā)生的缺陷，它與管坯的穿孔性能、穿孔的孔型機穿孔工藝參數(shù)的調(diào)整和穿孔頂頭的質(zhì)量有十分密切的關(guān)系。內(nèi)折影響毛管內(nèi)折因素：一是頂頭前壓下量（率）、壓縮次數(shù)；二是孔型形狀；三是頂頭表面質(zhì)量。毛管外折：毛管外折大多是因為管坯的表面缺陷所造成的，他是管坯在斜軋穿孔時容易造成的另一種表面質(zhì)量缺陷。影響毛管外折因素：A.管坯塑性和穿孔變形量；B.管坯表面缺陷；C.穿孔工具質(zhì)量和孔型形狀；無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防5.230無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防毛管壁厚不均：有橫向壁厚不均和縱向壁厚不均，斜軋穿孔時，最容易發(fā)生橫向壁厚不均。影響毛管橫向壁厚不均的主要因素有：管坯的加熱溫度、管端定心及穿孔機的孔型調(diào)整和工具形狀等。毛管表面擦傷：對穿孔毛管表面質(zhì)量的要求，雖不像軋管機和定徑機對鋼管表面質(zhì)量的要求那么嚴格，但毛管嚴重的表面擦傷也會影響鋼管的表面質(zhì)量。影響毛管表面擦傷因素：主要是穿孔工具或穿孔機出口輥道表面發(fā)生了嚴重磨損、不光滑或輥道不轉(zhuǎn)等原因。為了防止因穿孔工具的表面缺陷對毛管表面產(chǎn)生擦傷，應(yīng)加強穿孔工具（導(dǎo)筒及料槽）的檢查和修磨。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－穿孔毛管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防毛管壁31無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防6軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防軋管工序是確定無縫鋼管壁厚的主要工序，其作用是對穿孔毛管進行減壁。產(chǎn)生的缺陷主要有：荒管的壁厚不均、表面裂紋、麻坑、擦傷、軋折、扎破（拉斷）等。6.1自動軋管質(zhì)量缺陷自動軋管機軋制毛管時，所產(chǎn)生的荒管質(zhì)量缺陷包括：荒管壁厚不均、荒管“耳子”和軋折、荒管內(nèi)表面直道及麻坑、荒管表面裂紋及擦傷等缺陷。

荒管壁厚不均：自動軋管機軋管時所產(chǎn)生的主要質(zhì)量缺陷，除了與毛管壁厚的不均勻性和毛管溫度的不均勻性有關(guān)外，還與軋管機本身的結(jié)構(gòu)型式、軋輥孔型形狀、變形量、頂頭形狀以及操作技術(shù)等因素有關(guān)。

荒管“耳子”和軋折：主要是因變形量分配不合理、孔型形狀不正確、工具磨損等原因造成的。凡是不利于毛管軸向延伸而促使金屬橫向?qū)捳沟臈l件均容易造成荒管產(chǎn)生“耳子”和軋折。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防6軋管32無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防荒管內(nèi)表面直道及麻坑：內(nèi)直道是自動軋管機常易出現(xiàn)的荒管內(nèi)表面質(zhì)量缺陷，也是較難解決的問題。多數(shù)情況下，荒管內(nèi)直道是輕微的，不至于使鋼管變成廢品。內(nèi)直道是存在于荒管內(nèi)表面沿軸向的直線狀劃傷，主要在毛管減壁區(qū)產(chǎn)生的。頂頭的表面狀態(tài)、毛管內(nèi)壁的氧化鐵皮、變形量的分配以及潤滑條件等均與荒管內(nèi)直道有關(guān)。向毛管內(nèi)孔噴射潤滑劑以提高頂頭的潤滑效果，可以減少軋制壓力，減輕頂頭的磨損，避免頂頭粘鋼，從而可以減少荒管內(nèi)直道的發(fā)生。內(nèi)麻坑表現(xiàn)為荒管內(nèi)表面某一區(qū)域內(nèi)存在凹坑不平整。主要是因為毛管內(nèi)表面眾多的氧化鐵皮沒有吹干凈，也可能是因防氧化劑或潤滑劑潮濕、結(jié)塊后堆積在毛管內(nèi)表面的某一區(qū)域內(nèi)所致。為了減少荒管的內(nèi)麻坑，應(yīng)適當調(diào)整除氧化鐵皮裝置所用風(fēng)嘴的角度并保證有足夠的風(fēng)壓，以便將氧化鐵皮徹底清除干凈?；墓鼙砻媪鸭y及擦傷：荒管表面產(chǎn)生的裂紋有兩類，一類是毛管本身帶來的，一類是在自動軋管工序中產(chǎn)生的。當變形量太大、或變形量分配不合理、或孔型調(diào)整不當及軋制工具表面磨損比較嚴重時，均會產(chǎn)生表面裂紋。凡是減少荒管壁厚不均及減小金屬不均勻變形的措施，均有利于減少荒管的表面裂紋?；墓艿谋砻娌羵且蜃冃喂ぞ弑砻娌还鉂?，或是因荒管與荒管表面相接觸的工件之間發(fā)生相對運動而產(chǎn)生的。為了減少荒管的表面擦傷缺陷，應(yīng)加強對軋管工具及工件的檢查與調(diào)整。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防荒管內(nèi)表面33無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防6.2周期軋管質(zhì)量缺陷周期軋管機軋制的荒管缺陷一類是毛管本身帶來的，一類是在自扎管工序中產(chǎn)生的。產(chǎn)生的缺陷包括：壁厚不均（橫向壁厚不均、縱向壁厚不均和跑壁厚等）、表面缺陷（表面擦傷、內(nèi)外結(jié)疤、內(nèi)直道、裂紋、內(nèi)麻坑等）、軋折（軋折、扎破、“娃娃口”等）荒管壁厚不均：是周期軋管機軋管所產(chǎn)生的主要質(zhì)量缺陷，有橫向壁厚不均、縱向壁厚不均、凸包狀壁厚不均和“竹節(jié)”狀壁厚不均。影響荒管壁厚不均因素：A.軋輥孔型形狀；B.工藝參數(shù)；C.軋管工具；D.操作技術(shù)；荒管表面缺陷：主要是荒管的表面擦傷、內(nèi)直道、內(nèi)麻坑、內(nèi)外結(jié)疤、荒管軋折（橫向軋折、縱向軋折）等；荒管的表面擦傷主要是芯棒和軋輥表面缺陷造成的荒管內(nèi)、外表面擦傷，以及軋管機后導(dǎo)槽對荒管表面的擦傷。內(nèi)直道是由于芯棒表面粘鋼、嚴重磨損、“掉肉”或毛管內(nèi)表面殘存有堅硬的氧化鐵皮、鐵屑，在軋制過程中劃傷毛管的內(nèi)表面而形成的荒管直線狀溝痕。為了減少荒管表面擦傷和內(nèi)直道缺陷，應(yīng)保證芯棒和軋輥表面光滑，并加強對軋輥的冷卻和芯棒的潤滑?；墓苘堈壑饕譃橛勺冃谓饘僖蜉S向流動受阻而被堆積道荒管表面所造成的橫向軋折和由寬展金屬在軋輥輥縫處形成“耳子”造成的縱向軋折。對于周期扎管產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷，首先應(yīng)保證毛管的質(zhì)量，并加強對工具質(zhì)量的控制，重視軋輥的孔型設(shè)計與工藝參數(shù)的調(diào)整，提高扎管機的調(diào)整和操作水平。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防6.2周期34無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防6.3連軋管質(zhì)量缺陷連軋管機的顯著特點是生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)效率高。所軋制的荒管長度長，產(chǎn)品質(zhì)量好，規(guī)格范圍廣。但是投資大，相關(guān)技術(shù)要求多且自動化程度高。連軋荒管質(zhì)量缺陷主要包括：荒管壁厚不均、表面缺陷和軋折（含拉凹）等。

拉凹產(chǎn)生的原因：毛管的加熱溫度不均會加大荒管的不均勻變形，容易造成荒管拉凹、軋破。荒管徑壁比D/S值越大，荒管的管壁發(fā)生拉伸變形所需的拉力就越小，產(chǎn)生拉凹、軋破的可能性就越大。預(yù)防拉凹的產(chǎn)生主要是加強連軋管機軋制工藝參數(shù)和孔型的調(diào)整等措施。6.4斜軋管質(zhì)量缺陷

毛管斜軋的缺陷一類是毛管本身帶來的，一類是在自軋管工序中產(chǎn)生的。產(chǎn)生的缺陷與斜軋機的孔型形狀及調(diào)整、變形工藝參數(shù)及調(diào)整、工具質(zhì)量、芯棒潤滑條件等有關(guān)系。產(chǎn)生的缺陷有：表面缺陷、壁厚不均、扭轉(zhuǎn)和頭、尾形狀不規(guī)則等。為了防止斜軋過程中所產(chǎn)生的荒管質(zhì)量缺陷，不僅要改善管坯的鋼質(zhì)，提高管坯的加熱質(zhì)量和穿孔質(zhì)量，確保穿孔毛管質(zhì)量，消除毛管表面存在的軋折、裂紋、凹坑、結(jié)疤等缺陷，此外還必須合理設(shè)計孔型、優(yōu)化變形工藝參數(shù)，按照工藝參數(shù)精心調(diào)整孔型，保證軋管工具質(zhì)量并改善工具的潤滑條件等。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－軋管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防6.3連軋35無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防7鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防鋼管定（減）徑的目的是將直徑較大的荒管，定（減）徑到直徑較小的成品鋼管，并保證鋼管的外徑和壁厚尺寸及其偏差符合相關(guān)技術(shù)要求。鋼管定（減）徑時產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷主要包括:鋼管幾何尺寸超差、定（減）徑“青線”、“指甲印”、結(jié)疤、擦傷、麻面、內(nèi)凸、內(nèi)方等。鋼管幾何尺寸超差：鋼管的幾何尺寸超差，主要是指經(jīng)過定(減)徑后的鋼管，其外徑、壁厚或橢圓度未達到相關(guān)標準所規(guī)定的尺寸及其偏差要求。鋼管外徑及橢圓度超差：主要原因有：定(減)徑機的軋輥裝配及孔型調(diào)整不當、變形量分配不合理、定(減)徑輥的加工精度差或磨損嚴重、荒管溫度過高或過低以及軸向溫度不均等造成的。主要反映在孔型形狀和軋輥裝配、荒管的減徑量和荒管加熱溫度等。

鋼管壁厚超差：荒管經(jīng)定(減)徑后產(chǎn)生的鋼管壁厚超差，主要表現(xiàn)為鋼管的壁厚不均和內(nèi)孔不圓，主要受荒管的壁厚精度、孔型形狀及孔型調(diào)整、定(減)徑時的張力和荒管減徑量的大小以及荒管加熱溫度等因素的影響。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防36無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

鋼管“青線”與“指甲印”：鋼管“青線”是由于定(減)徑機某一機架或幾個機架中的的軋輥相互錯位，造成孔型不“圓”，致使某一軋輥的邊緣切入鋼管的表面一定深度內(nèi)而形成的。

“青線”以一條或多條的形式貫通在整支鋼管的外表面。“指甲印”是因軋輥的輥沿與軋槽其他部位的線速度存在一定的差異，造成軋輥的輥沿粘鋼進而劃傷鋼管表面而產(chǎn)生的。此缺陷沿管體縱向分布，其形貌呈短弧形，類似“指甲”狀，故稱“指甲印?！扒嗑€”和“指甲印”嚴重時可致鋼管判廢。為了消除鋼管表面的“青線”和“指甲印”缺陷，必須保證定(減)徑軋輥的硬度，并保持其良好的冷卻。在設(shè)計軋輥孔型或調(diào)整軋輥孔型時，要保證合適的孔型側(cè)壁開口角和軋輥輥縫值，防止孔型錯位。此外，還應(yīng)適當控制單架孔型的壓下量，避免因軋制低溫荒管時，荒管在孔型內(nèi)過分寬展而使金屬擠入軋輥的輥縫以及因軋制壓力過大而損壞軸承。實踐表明，采用張力減徑工藝有利于限制金屬的橫向?qū)捳?，對于減少鋼管“青線”、“指甲印”缺陷有十分積極的作用。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防37無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

鋼管結(jié)疤：鋼管結(jié)疤以不規(guī)則形式分布于管體的表面。結(jié)疤主要是因定(減)徑輥表面粘鋼而造成的。它與軋輥的硬度和冷卻狀況、孔型的深度以及荒管定(減)徑量等因素有關(guān)。改進軋輥的材質(zhì)，提高軋輥的輥面硬度，保證良好的軋輥冷卻條件，減少荒管定(減)徑量以及減小軋輥表面與金屬表面的相對滑動速度等措施有利于減少軋輥粘鋼的機會。一旦發(fā)現(xiàn)鋼管有結(jié)疤，應(yīng)根據(jù)其缺陷的形狀及分布狀況，查找產(chǎn)生結(jié)疤的所在機架，并對粘鋼的軋輥部位進行檢查、清除或修復(fù)，不能清除或修復(fù)的軋輥應(yīng)及時更換。鋼管擦傷：鋼管擦傷主要是因定(減)徑機架間的“耳子”和入口導(dǎo)筒或出口導(dǎo)筒等表面粘鋼、擦掛并傷及了運動中的鋼管表面而產(chǎn)生的。一旦發(fā)現(xiàn)鋼管表面擦傷，應(yīng)及時檢查導(dǎo)筒是否有粘鋼或其他附著物，或清除定(減)徑機架間的鐵“耳子”。

鋼管外麻面：鋼管外麻面的產(chǎn)生是由于軋輥表面磨損而變得粗糙，或荒管溫度過高而使其表面氧化鐵皮過厚，但又沒有得到很好的清除等原因所造成的。在荒管定(減)徑之前，應(yīng)使用高壓水對荒管外表面的氧化鐵皮及時有效地予以清除，以減少鋼管外麻面缺陷的產(chǎn)生。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防38無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

鋼管內(nèi)凸：鋼管內(nèi)凸是指荒管定(減)徑時，由于定(減)徑機的單架定(減)徑量過大，造成鋼管的管壁向內(nèi)彎折(有時呈閉合狀)，在鋼管內(nèi)壁形成凸起的線狀缺陷。這種缺陷不常發(fā)生。主要是在定(減)徑薄壁鋼管時，因定(減)徑機的軋輥機架組合出現(xiàn)錯誤，或孔型淵整出現(xiàn)嚴重差錯，或機架發(fā)生機械故障所致。提高張力系數(shù)，可以提高臨界減徑量，在相同的減徑量條件下，能有效地避免鋼管出現(xiàn)內(nèi)阻，減小減徑量可以提高荒管在變形中的穩(wěn)定性，也可以有效防止鋼管產(chǎn)生內(nèi)凸。在生產(chǎn)中，應(yīng)嚴格按照軋制表進行軋輥配噩，并對軋輥孔型進行精心的調(diào)整，以預(yù)防鋼管內(nèi)凸缺陷的發(fā)生。

鋼管“內(nèi)方”：鋼管“內(nèi)方”是指荒管在經(jīng)過定(減)徑機定(減)徑后，其橫截面的內(nèi)孔呈“四方形”(二輥式定、減徑機)或“六方形”(三輥式定、減徑機)。鋼管出現(xiàn)“內(nèi)方”會影響其壁厚精度和內(nèi)徑精度。鋼管的“內(nèi)方”缺陷與荒管的D/S值、減徑量、定(減)徑時的張力大小、孔型形狀以及軋制速度和軋制溫度等因素都有關(guān)系。當荒管的D/S值越小，張力越小，減徑量越大，和軋制速軋制溫度度越高時，鋼管越容易產(chǎn)生橫向壁厚不均，“內(nèi)方”缺陷也就越明顯。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管定（減）徑質(zhì)量缺陷及其預(yù)防39無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防8鋼管精整缺陷及其預(yù)防鋼管的精整工序是清除鋼管缺陷，進一步提高鋼管質(zhì)量，滿足產(chǎn)品特殊用途需要，明確產(chǎn)品“身份”不可缺少的重要工序。鋼管精整主要包括：鋼管矯直、切端頭(倒棱、定尺)、檢查和檢驗(含表面質(zhì)量檢查、幾何尺寸檢查、無損檢驗和液壓試驗等)、修磨、測長、稱重、涂漆、噴印和包裝等工序。有些特殊用途的鋼管，還需要進行表面噴丸、機械加工。防腐處理等。8.1鋼管矯直質(zhì)量缺陷鋼管矯直機可分為壓力矯直機、斜輥矯直機和張力矯直機。鋼管矯直的過程就是使鋼管進行反復(fù)的彈塑性!彎曲和壓扁變形的過程，從而達到減小鋼管彎曲度和橢圓度的目的。鋼管在矯直過程中所產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷主要包括：鋼管矯不直(含管端鵝頭彎)、矯凹、矯方、矯裂、表面擦傷和壓痕等。影響鋼管矯直質(zhì)量的因素很多，主要有：矯直機型式、孔型形狀及孔型調(diào)整、鋼管特性(原始彎曲度、尺寸和材質(zhì))等。鋼管在矯直過程中，也應(yīng)重視矯直機的進、出口導(dǎo)筒的尺寸和質(zhì)量及其調(diào)整。當導(dǎo)筒的內(nèi)表面不光滑或內(nèi)徑太小時，可能會擦傷鋼管的外表面；一旦導(dǎo)筒中心線嚴重偏離矯直中心線，也會造成鋼管的外表面擦傷、矯凹或不能正常咬入。一般情況下，導(dǎo)筒的內(nèi)徑應(yīng)比被矯鋼管的外徑大30-50mm，導(dǎo)筒中心線應(yīng)與矯直中心線一致。快開及梯形速度矯直是我公司的特點。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防8鋼管精40無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防

鋼管的幾何尺寸(外徑和壁厚)、材質(zhì)和原始彎曲度對鋼管的矯直質(zhì)量有著十分密切的關(guān)系。當鋼管的D/S值較大時，所需的矯直力就小，矯直時鋼管容易發(fā)生彎曲和壓扁變形，矯直后的鋼管平直度較高且橢圓度較??；若矯直力太大，則鋼管容易發(fā)生矯凹和壓扁：若D/S值太小，鋼管的彈性變形及彈性恢復(fù)量較大，所需的矯直力也較大，矯直后的鋼管平直度會降低。一般認為，D/S值在9～10的范圍內(nèi)，鋼管的矯直效果最好；若偏離這一范圍，鋼管的矯直效果會變差。鋼管的強度越高，原始彎曲度越大，所需的矯直力也就越大。而較大的矯直力會使鋼管的殘余應(yīng)力增大．容易造成鋼管的表面劃傷、矯裂等。因此，在矯直合金含量高、原始彎曲度大的鋼管時，可以采用初矯和精矯結(jié)合的矯直工藝。初矯時，可以在壓力矯直機上進行，以消除鋼管的“大彎”，如果在斜輥矯直機上進行，則要控制壓下量和壓扁量，然后再按矯直工藝要求對初矯過的鋼管進行精矯。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防鋼41無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防8.2鋼管修磨與切斷缺陷及其預(yù)防

鋼管表面缺陷修磨的目的：在于清除鋼管標準允許存在但必須修磨干凈的表面缺陷，以提高鋼管的表面質(zhì)量。鋼管表面修磨所產(chǎn)生的缺陷，主要是修磨后修磨點的深度和形狀超出標準規(guī)定的要求，造成鋼管的外徑或壁厚超出負偏差或形狀不規(guī)則。鋼管表面修磨一般應(yīng)達到以下方面的要求。

(1)鋼管表面缺陷修磨后，修磨處的壁厚不得小于鋼管公稱壁厚的負偏差，修磨處的外徑應(yīng)符合鋼管外徑的要求。

(2)鋼管表面修磨后，需保持鋼管表面修磨處呈光滑曲面，修磨的深度、寬度、長度之比應(yīng)為1：6：8。

(3)鋼管整體修磨時，鋼管表面不得有過燒和明顯的多邊行痕跡。

(4)鋼管的表面修磨點不得超過標準規(guī)定的個數(shù)。

無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防8.2鋼42無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防8.3鋼管表面加工缺陷及其預(yù)防鋼管表面加工主要包括：鋼管表面噴丸、表面整體修磨以及機械加工。其目的是進一步提高鋼管的表面質(zhì)量或尺寸精度。

鋼管表面噴丸：鋼管表面噴丸是將一定尺寸大小的鐵丸或石英砂丸(統(tǒng)稱砂丸)以較高的速度噴射鋼管的表兩，擊掉其表面的氧化鐵皮，以提高鋼管表面的光潔度。在鋼管表面氧化鐵皮擊碎脫落的同時，一些肉眼不易發(fā)現(xiàn)的表面缺陷也會暴露出來而便于清除。砂丸的大小和硬度以及噴射速度是影響鋼管表面噴丸質(zhì)量的重要因素。若砂丸太大、硬度太高且噴射速度太快，則很容易將鋼管表面的氧化鐵皮擊碎脫落，但也可能在鋼管表面擊出量多且大小不一的凹坑而形成麻面。反之，氧化鐵皮可能去除不凈。另外，鋼管表面氧化鐵皮的厚度和致密度也會影響噴丸的效果。鋼管表面的氧化鐵皮越厚，越致密，在相同的條件下，氧化鐵皮清理的效果就越差。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防8.3鋼43無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防

鋼管表面整體修磨：鋼管外表面整體修磨的工具主要有砂帶、砂輪和磨修機床。鋼管內(nèi)表面的整體修磨，采用砂輪修磨或內(nèi)網(wǎng)磨床修磨。鋼管表面經(jīng)整體修磨后，既可以徹底清除鋼管表面的氧化鐵皮，提高鋼管的表而光潔度，也可以去除鋼管表面的一些細小缺陷如細小裂紋、發(fā)紋、麻坑、擦傷等。砂帶或砂輪整體修磨鋼管表面，可能帶來的質(zhì)量缺陷主要有：鋼管表面黑皮、壁厚超差、平面(多邊形)、凹坑、灼傷和磨痕等。鋼管表面黑皮是因為修磨量太小或鋼管表面存在凹坑。加大磨修量，可以消除鋼管表面黑皮?？傮w來講，采用砂帶整體修磨鋼管，鋼管表面質(zhì)量會更好，但效率要低一些。無縫鋼管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題－鋼管精整缺陷及其預(yù)防鋼管44油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防9油井管質(zhì)量缺陷及預(yù)防油井管的質(zhì)量缺陷主要來自三方面：一是油井管管體本身的質(zhì)量缺陷，如管體的力學(xué)性能、內(nèi)通、稱重等不合符要求；二是油井管在加工過程中所產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷，如螺紋參數(shù)(錐度、螺距、齒高、肯形以及接箍兩端螺紋的同心度和緊密距)超標，螺紋黑皮扣、斷扣，絲扣偏壁、擰接力矩超標、泄漏，螺紋絲扣損傷(劃傷、碰傷)，鉆桿焊縫質(zhì)量不合符要求等；三是油井管的使用性能，包括抗擠毀性能、抗腐蝕性能、射孔性能和抗粘扣性能等未能達到要求。

9.1油井管螺紋加工質(zhì)量缺陷及預(yù)防在油井管的螺紋加工過程中，螺紋可能會出現(xiàn)黑皮扣、絲扣偏壁、斷扣、螺紋擦(碰)傷、螺紋參數(shù)超標等質(zhì)量缺陷。油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防9油井管質(zhì)量缺陷及預(yù)防45油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(1)螺紋黑皮扣螺紋黑皮扣表現(xiàn)為絲扣的局部加工量太小而呈現(xiàn)“不光潔”，與鋼管的外徑和壁厚精度、橢圓度以及管端平直度有關(guān)。管體出現(xiàn)黑皮扣，往往是因管體的外徑偏小，管端不夠平直或橢圓度太大所造成的。接箍產(chǎn)生黑皮扣，一般是由于鋼管的外徑超正差或管壁超負差或橢圓度太大所致。

(2)絲扣偏壁絲扣偏壁是鋼管經(jīng)過車絲之后，出現(xiàn)一邊薄而一邊厚的壁厚不均。絲扣出現(xiàn)偏壁的原因與螺紋產(chǎn)生黑皮扣類似，是因鋼管的管端存在壁厚不均、彎曲或太大的橢圓度所致。有時當螺紋加工出現(xiàn)偏壁或加工量控制不合理時，還有可能出現(xiàn)絲底壁厚超負差，由此將嚴重影響油井管的連接強度。

(3)螺紋斷扣在螺紋梳刀高速、強力切削螺紋時，絲扣一旦發(fā)生崩齒、“掉肉”會造成斷扣。一般來講．斷扣主要是因鋼中含有較大尺寸的非金屬夾雜物而造成的，也與螺紋梳刀的質(zhì)量和車絲過程的穩(wěn)定性有關(guān)。油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(1)螺紋黑皮扣46油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防

(4)絲扣損傷油井管的絲扣損傷包括碰傷和擦傷．是在生產(chǎn)和成品運輸以及存放過程中所產(chǎn)生的。為防止油井管裸露的螺紋被碰傷、壓壞、生銹，除了生產(chǎn)時要保證絲扣不與堅硬的物體(如運輸輥道、斜篦條等)發(fā)生碰撞外，還要在油井管管體的絲扣上擰上帶內(nèi)螺紋的外保護環(huán)，在接箍螺紋上擰上帶外螺紋的內(nèi)保護環(huán)。

APISpec5CT標準規(guī)定：①螺紋加工廠應(yīng)擰上內(nèi)、外螺紋保護環(huán)。螺紋保護環(huán)的設(shè)計、材料和機械強度，要求能保護螺紋和管端，以避免在正常裝卸和運輸過程中受損；②油、套管在運輸與正常的庫存期間，螺紋保護環(huán)的設(shè)計、材料，要求能使螺紋隔絕臟物和水。正常的庫存周期約為l年；③螺紋保護環(huán)的材料選擇，不應(yīng)含有可能引起螺紋腐蝕或促使螺紋保護環(huán)粘結(jié)螺紋的材質(zhì)成分，能適用于-46℃～+66℃的服役溫度：④裸鋼制螺紋保護環(huán)不得用于L80鋼級9Cr類和13Cr類管體上。油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(4)絲扣損傷47油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(5)螺紋參數(shù)超標螺紋加工是油井管生產(chǎn)中最重要的工序，也是決定油井管的絲扣質(zhì)量的關(guān)鍵工序。目前，大多數(shù)油井管的螺紋加工都采用專用數(shù)控機床。加工螺紋時,對工件自動定心，浮動卡緊。加工螺紋的刀具使用硬質(zhì)合金刀具，主軸旋轉(zhuǎn)為無級變速。螺紋加工方式有兩種：一種是工件旋轉(zhuǎn)，刀具做平面進給運動；另一種是工件不動，刀具既要旋轉(zhuǎn)又做進給運動。這兩類機床各有其特點，前者使用靈活，不僅在加工一般錐形螺紋時有較高的生產(chǎn)率，而且還可加工直連型和特殊連接、氣密性好的螺紋(特殊扣)；后者加工一般錐形螺紋的生產(chǎn)率要高于前者，但加工特殊扣需要配置預(yù)加工機床。螺紋的各項參數(shù)(中徑、齒高、錐度、螺距、齒型角、緊密距等)對螺紋的連接強度和密封性能都會產(chǎn)生影響。螺紋緊密距是螺紋各個單項參數(shù)波動的綜合值．即使螺紋各單項參數(shù)合格，其緊密距也有可能不合格。螺紋各項參數(shù)的精度，除了與管坯的質(zhì)量有關(guān)外．還與螺紋加工的方法、機床型式和加工過程的平穩(wěn)性以及螺紋梳刀的尺寸精度和耐磨性等有關(guān)。在其他條件相同時，螺紋梳刀的尺寸精度決定了螺紋尺寸的精度。一般要求螺紋梳刀的尺寸公差僅為產(chǎn)品公差的l／3～l／4，甚至更高。

油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(5)螺紋參數(shù)超標48油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(6)扭矩和J值超標油、套管的扭矩是指接箍和管體在擰接時所產(chǎn)生的上扣力矩。控制扭矩在于保證接箍和管體的連接強度以及螺紋側(cè)面有足夠大的接觸壓應(yīng)力，配合相應(yīng)的螺紋密封脂實現(xiàn)油、套管的抗泄漏。對于API標準螺紋，J值表示在接箍和管體擰緊后管端到接箍中心的距離，是決定螺紋連接質(zhì)量的重要參數(shù)之一。

(7)泄漏為了避免油、套管管體與接箍螺紋之間因接觸壓力不足而造成油、套管泄漏，帶接箍的油、套管按標準進行靜水壓試驗。連接管體和接箍的絲扣發(fā)生泄漏與絲扣的型式和質(zhì)量，油、套管擰接和螺紋密封脂質(zhì)量等因素有關(guān)。就扣型而言，圓形螺紋的密封性能比偏梯形螺紋要好，特殊絲扣更好。高精度的絲扣形狀和合理的油、套管擰接扭矩有利于提高絲扣的密封性能。螺紋密封脂在接箍擰接和油、套管使用過程中可起到潤滑、填充螺紋間隙（密封），以及防腐等作用。油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(6)扭矩和J值超標49油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防9.2油井管使用性能

油井管的使用性能包括抗粘扣性能、抗擠毀性能、抗腐蝕性能和射孔性能等。

(1)抗粘扣性能根據(jù)標準要求，對油、套管的螺紋接頭需進行上、卸扣試驗。規(guī)定每個接頭必須上扣和卸扣各6次。上扣至制造廠推薦的最大扭矩，然后卸開，檢查油、套管的內(nèi)、外螺紋粘扣情況。油、套管螺紋粘扣與螺紋的質(zhì)量、螺紋表面硬度、上扣速度、表面摩擦系數(shù)和接觸應(yīng)力大小(接箍擰接力矩大小)等因素有關(guān)。為了提高油、套管螺紋的抗粘扣性能，應(yīng)提高絲扣的光潔度及絲扣的硬度和均勻性，并且應(yīng)減小上扣速度和控制擰接扭矩，同時要在接箍的內(nèi)螺紋表面鍍一層較軟的金屬或非金屬膜層，將油、套管的管體和接箍隔開，防止兩螺紋間金屬表面的粘合，避免絲扣撕破甚至撕裂。在接箍擰接前，螺紋表面需涂螺紋脂以防止接箍擰接后螺紋發(fā)生粘扣，并提高螺紋的密封性能。接箍螺紋表面的鍍層方法很多：如鍍鋅工藝和磷化工藝；對于有些特殊材質(zhì)、特殊連接的螺紋，往往要求鍍銅。與工廠有關(guān)的粘扣因素：螺紋參數(shù)（螺距、齒高、錐度、緊密矩、牙形半角等）、內(nèi)外螺紋匹配情況（表面處理、表面光潔度、磷化、鍍鋅、鍍銅等）、螺紋脂（功能：潤滑、填充密封等，由金屬粉末和油脂組成）、上扣控制（上扣扭矩、上扣速度等）、材料因素等。與油田使用操作有關(guān)的粘扣因素：不戴護絲起吊、偏斜對扣（管子在空中擺動與井扣不同心）、不引扣和引扣較少、螺紋脂（不符合標準要求、沙子等雜物）、上扣速度和上扣扭矩以及大鉗夾持力等。油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防9.2油井管使用性能50油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(2)抗擠毀(壓潰)性能隨著鉆井深度的增加，油、套管在油、氣井中所承受的壓力增大，尤其在深井、超深井或需要隔離塑性流動地層(如在巖鹽、鹽膏、頁巖、軟巖地層)等復(fù)雜地層的油、氣井中更為明顯。當承受的外壓超過一定限度時，油井管體會產(chǎn)生凹槽狀或橢圓狀變形，稱為油井管擠毀。(3)抗腐蝕性能某些油、氣田中含有大量的硫化氫、二氧化碳或氯離子等腐蝕介質(zhì)，對油、套管提出了抗腐蝕的要求，包括抗硫化物應(yīng)力腐蝕、抗CO2和Cl-腐蝕性能等。油、套管的抗腐蝕性能主要與鋼的化學(xué)成分及鋼管的殘余應(yīng)力值大小等因素有關(guān)。減少鋼中的非金屬夾雜物和有害元素含量，增加Cr、Ni等抗腐蝕元素以及減小鋼管中的殘余應(yīng)力，提高鋼管的屈強比等都有利于提高油、套管的抗腐蝕性能。油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(2)抗擠毀(壓潰)性能51油井管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防(4)射孔性能油層套管的采油部位(在多油層的油井中分層采油)需要射孔，使原油從指定的含油的油砂層流入套管。為此，要求油層套管具有良好的射孔性能，尤其是采用無槍身射孔作業(yè)時，對套管的射孔性能要求更高。套管的射孔性能是通過射孔試驗得出的。亦即將試驗的套管懸掛在模擬井內(nèi)，在套管內(nèi)掛上一串一定數(shù)量、相隔一定距離且方向不同的聚能射孔彈．然后進行射孔。射孔后，若試驗套管的各孔周圍基本無裂紋，則評價射孔性能良好；如果各孔周圍有少量的小裂紋，但其數(shù)量及長度都不超