不锈钢换热管创飞,双相不锈钢换热管管口内表面裂纹原因及处理措施.pdf

钢管学会第六届第四次年会论文集 1 交流与讨论 本批SA213 TP347不锈钢的化学成分（质量分数）和力学性能分别见表1和表2。 不锈钢化学成分（质量分数） 不锈钢力学性能 注：加工状态：穿管、切管坯、酸洗、磨削、冷轧、固溶处理（1 040～1 060）、稳定化处理（890～ 910)、弯管、切头等。通过外观检查、机械性能试验、晶间腐蚀试验、扩口试验、压扁试验、PMl、涡流、uT水压试验(7MPa)。 2 问题原因及调查 该批钢管的化学成分和力学性能均符合标准要求，并通过了各项试验和检验，但为何在管材和管板焊接时发现此严重问题。 排查问题先从空管开始（本文所说的空管是指穿孔空心管坯）。 佛山市新泽昌不锈钢有限公司制造，送到轧钢厂切割和酸洗废管。 酸洗的主要目的是去除表面油污、铁锈、氧化皮等，使工人能看到表面缺陷不锈钢换热管创飞，然后对这些缺陷进行抛光消除。 有时这种酸洗和抛光会重复数次，直到消除缺陷。 管壁内表面的打磨基本上是手工操作，这种打磨的效果受打磨工具和人为因素的影响。 废管的加工步骤见图5-8。 图8 废管内壁手工打磨 从图5可以看出，废管厂废管内表面有氧化翘皮，根部厚度可达1雨水，这翘皮实际上是管壁的主体部分，在出现翘皮的地方，管壁会相应地减少一块，许多翘皮的根部与管壁基部牢固相连。 不光滑，在微观下有很多锯齿状的轮廓。

从图6可以看出，为了节约成本，废管的切割端一般都很短，端部的很多缺陷无法去除。 从图7可以看出，酸洗后的废管表面呈灰色，细小的缺陷不易分辨。 图8反映了手动研磨喷嘴内表面的情况。 这种打磨对喷嘴纵向和厚度方向的影响受工具、环境照明和人为因素的限制。 一般厂内管壁厚度方向打磨深度为0.2nlrn。 打磨后，喷嘴内表面的翘皮似乎已经消除，但翘皮底部有很深的缝隙，而且往往打磨不彻底，与接头之间的连接处破损。翘皮和基体金属的根部仍然存在于基体金属上。 磨削后的金属表面发亮，金属粉末就在这个微小的缝隙中，很难用肉眼判断是否已经消除了所有的缺陷。 即使再次酸洗，也很难保证能找到所有的缺陷。 管内壁上的缺陷，在随后的轧制过程中，随着管坯变细变长，缺陷也纵向延伸，变细长； 管壁变薄，缺陷在厚度方向的尺寸比也增大，成为后来看到的管内壁裂纹。 为了确认这几点，从打磨后目视检查合格的废管中随机抽取10根管子，进行了管头内表面的着色检查。 结果表明，靠近管头的3根空管内表面均发现疑似裂纹的缺陷（图9-10）。 这些疑似裂纹，即翘皮根部基体金属损伤的缺陷，在拆刀头时并没有去除，在磨削时也没有完全消除。

显然，这些缺陷在后续的轧制过程中会逐渐变成拉长的裂纹。 图9 空管口内表面边缘出现疑似裂纹缺陷 图10 空管内表面边缘附近出现疑似裂纹缺陷 这种看似好处理的缺陷，在其他不锈钢管上也发现过（ SA213 TP 317L和SA213 TP321)出现裂纹，造成巨大损失。 而造成这种裂纹的原因是皮肤翘曲。 那么翘皮是怎么产生的，翘皮一般出现在什么地方呢？ 铁素体-奥氏体不锈钢管坯在穿管时，通常需要加热到1100℃左右的温度。在钨芯棒旋转顶升的过程中，管坯的温度不断下降。 当钨芯棒到达废管末端时，这部分温度最低，钢中的c[1相增加，因为0[1相和1,1相的变形能力增强钢材不同，在高温下，很容易产生皱纹[2]； 当钨棒回缩时，由于温度降低，不锈钢的粘度增加，部分不锈钢金属粘附在棒棒上，将这些皱皮翻起，变成翘皮（图11） ). 芯棒塞头上的“掉鼻、缺肉”等缺陷，更容易造成塞头与管壁粘钢而引起翘曲。 但翘皮与母材的结合处存在类似于管壁母材“咬伤”的缺陷。 由于奥氏体不锈钢的塑性不及铁素体-奥氏体不锈钢[3]，废管螺纹入管时也会出现这种情况，但翘皮数量比铁素体-奥氏体不锈钢少钢。 的。

图1l 不锈钢排污管端部内表面翘曲。 265 钢管学会六届四次年会． 展示。 这种缺陷残留在钢管内壁基体上，成为轧制时产生的线状伸长裂纹的裂纹源。 管坯轧制换热管时，管坯长度加长，管壁变薄（本批不锈钢换热管，管坯外径，壁厚为5 nllTl，长度为3 100 mm。~3 200 N 姓wll；_换热管制成后，外径为19.05 mm，壁厚为2.10 mm，长度为13 500 mm），这些裂纹源也随着废管的变形而变化，发展成细长的表面裂纹。 (a) 翘皮磨削前 (b) 翘皮磨削后 图12 翘皮磨削前后表面情况 工人对废管嘴内表面进行打磨时，内表面呈银白色光亮，金属颗粒填补了肉眼难以看到的小缺陷。 有的管厂增加了人工目视检查的酸度次数，但这并不能保证工人的肉眼能完全发现缺陷。 而且反复酸洗增加了成本，也不利于不锈钢管体的质量。 对钢管进行涡流探伤时，由于集肤效应的影响，靠近检测线圈的钢管表面和近表面的检测灵敏度最高，随着检测灵敏度逐渐降低。与检测线圈的距离增加。

对于相同尺寸的缺陷，管内壁缺陷反射的信号幅度会小于外壁缺陷[4]。 在对钢管进行超声检测时，由于超声检测信号对内表面缺陷的迟缓和管端检测能力差，很难在破损处发现这些纵向细小缺陷。 这些缺陷不是穿透性的，水压试验无法发现它们。 3 解决方法 为减少此类缺陷的发生，可采取以下措施： (1) 控制废管过管时的温度，保持钨芯清洁，减少翘皮的发生。 打磨消除废管口内表面的翘皮和根部缺陷。 这是关键而有效的一步。 目前这种抛光基本采用手工方式，抛光质量难以控制。 将这种手工打磨改为机械打磨，减少手工打磨的人工和质量不稳定，采用可伸缩的打磨头，提高打磨质量。 加强修磨后的检查，必要时对修磨后的废管内表面进行PT检查。 (2)国外很多工程公司在订购重要换热器的换热管时，为了避免管端出现缺陷，将管端截断一定长度(0~)，管的内外表面切割的管端采用颜色编码并经过缺陷测试。 签订合同，在换热管的制造过程中不锈钢换热管创飞，以管端切割着色探伤为落脚点。 (3) 采用内表面涡流探伤技术。 现在内表面涡流检测技术已经逐渐成熟，有助于检测内表面缺陷，但对喷嘴边缘内表面细微缺陷的检测有待进一步提高。

4 参考文献 [1] , Italy, Metal [ eva] 347 tube [R]。 2012. [2] 朱学义，陈勋浩． 钢材检验[M]． 北京：冶金工业出版社，1992：131． [3]卢士英． 不锈钢概论[M]． 北京：化学工业出版社，2013：133. [4] 国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会。 6B/T 7735-2004 钢管涡流探伤法[S]． 2004.第一作者简介 沉宏(1957-),男,硕士,高级工程师,中国检验经理,主要从事炼钢、连铸技术研究和钢管新产品开发。 双相不锈钢换热管内表面裂纹的成因及处理措施格式：沉红。 倪维刚 双相不锈钢换热管内表面裂纹成因及处理措施 [会议论文] 2014