15CrMoG厚壁高壓無縫鋼管質(zhì)量檢測及質(zhì)量保證

[ 關(guān)鍵詞：厚壁高壓無縫鋼管 15CrMoG厚壁無縫鋼管 　發(fā)表日期：2022-08-15 13:55:54 ]

　　本文簡要介紹厚壁高壓無縫鋼管的質(zhì)量保證，并主要介紹了渦流探傷及超聲波探傷的具體應(yīng)用。以下就生產(chǎn)15CrMoG厚壁高壓無縫鋼管的質(zhì)量檢測及質(zhì)量保證做一些介紹，并希望與同行們一起進(jìn)行探討。

一、前言

　　隨著資源的緊缺和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，提高有限資源的利用率成為可持續(xù)發(fā)展的重要課題，電力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的最重要的能源，其中火力發(fā)電占我國總電力的70％，高壓鍋爐管是鍋爐材料的主要組成部分，近年來隨著發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，大量厚壁高壓無縫鋼管應(yīng)用于鍋爐材料中水冷壁管、過熱器、再熱器等。

 �� 自2001年以來，電站鍋爐企業(yè)從原來的以30萬亞臨界鍋爐為主力爐型升級為以60萬千瓦的超臨界鍋爐為主力爐型，這種爐型的高壓鍋爐用管規(guī)格亦從原30萬千瓦的∮60×5、∮60×6.5等規(guī)格為主，變?yōu)橐?? 25.4×6.4、?? 31.8×8、?? 31.8×9.2、??38.1×9.5、 ?? 57×14、?? 73×15.6、??88.9×17等規(guī)格為主，由于這些規(guī)格的鋼管材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級為15CrMoG等合金鋼種，加上外徑小、壁厚大，因而制造難度大，原有的傳統(tǒng)熱軋及冷拔工藝均很難生產(chǎn)，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也難以保證。以下就生產(chǎn)15CrMoG厚壁高壓無縫鋼管的質(zhì)量檢測及質(zhì)量保證做一些介紹，并希望與同行們一起進(jìn)行探討。

二、厚壁高壓無縫鋼管的主要生產(chǎn)工藝

 �� 無縫鋼管主要生產(chǎn)工藝主要包括熱軋，冷拔，冷軋等方式，由于熱軋無縫鋼管工藝的特殊性，生產(chǎn)厚壁無縫鋼管非常困難，一般內(nèi)徑易成內(nèi)六方，質(zhì)量達(dá)不到鍋爐管的要求，通常采用冷拔或軋拔結(jié)合的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

 �� 由于15CrMoG厚壁無縫鋼管對內(nèi)外表面的質(zhì)量要求較高，一般采用正火加回火，正火溫度一般為930－960℃通常采用保護(hù)氣體熱處理爐進(jìn)行處理，，熱處理后的組織為鐵素體加珠光體，由于是厚壁管，加熱時(shí)間跟相應(yīng)壁厚對應(yīng)。

 �� 如果沒有保護(hù)氣體爐進(jìn)行熱處理，則經(jīng)過正火加回火的成品鋼管通常在矯直后進(jìn)行表面噴丸處理。

 �� 厚壁管精整工序主要包括矯直、切管、渦流探傷、超聲波探傷及標(biāo)識包裝、稱重等。

　　渦流探傷

 �� （1）渦流樣管

 �� 按SA-450《碳鋼、鐵素體合金鋼和奧氏體合金鋼管管子通用要求》如果采用鋼管渦流探傷時(shí)，如采用鉆孔，則鉆孔的直徑應(yīng)不大于0.031in.(0.8mm)，而GB ／T7735－2004《鋼管渦流探傷方法》的B級孔標(biāo)準(zhǔn)。

　　厚壁管對于渦流探傷來說，由于原理的限制，穿過式線圈對厚壁管進(jìn)行檢測時(shí)，只對表面及亞表面的缺陷敏感，有的鍋爐廠要求按照GB/T7735－2004 的B級要求進(jìn)行探傷 .

　　但是一些用于出口的鍋爐要求按ASME SA-450 的通用要求進(jìn)行渦流檢測，即鉆孔直徑應(yīng)不大于0.031in(0.8mm)，根據(jù)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比對，當(dāng)鋼管外徑1942mm的無縫鋼管來說，實(shí)際ASME標(biāo)準(zhǔn)對無縫鋼管的質(zhì)量要求大大高于GB5310-1995的要求。

 �� 在實(shí)際探傷中，加工0.8mm直徑的渦流樣管很容易斷鉆頭，同時(shí)對鋼管的表面要求較高，一般要求鋼管進(jìn)行保護(hù)氣體熱處理，表面基本無氧化鐵，如果采用一般熱處理爐進(jìn)行熱處理，為了保證較好的探傷效果，一般在探傷前對鋼管進(jìn)行拋丸處理。

 �� （3） 實(shí)際應(yīng)用 �� 由于厚壁無縫鋼管磁飽和時(shí)磁化電流較大，磁飽和裝置長期工作時(shí)易產(chǎn)生大量熱量，一方面影響磁化效果，另一方面影響探頭工作的穩(wěn)定性，為了保證好的探傷效果，應(yīng)該對磁化線圈進(jìn)行散熱處理，如風(fēng)冷，加散熱孔等。

 �� 實(shí)際探傷中，沒有經(jīng)過保護(hù)氣體熱處理的鋼管表面質(zhì)量較差，在渦流探傷中，探傷靈敏度需高出5－6dB才能探傷（信噪比較差）。

　　超聲波探傷

 �� （1）超聲波樣管

 �� 厚壁無縫鋼管超聲波探傷如按照ASME SA－ 450的要求，則內(nèi)、外徑缺口槽深不應(yīng)超過規(guī)定管壁厚的12.5%或0.004in(0.1mm)，兩者取其大者，缺口槽寬不得超過其深度的兩倍。按照 GB/T5777－1996 C5級則要求較ASME標(biāo)準(zhǔn)較高。

 �� （2）標(biāo)準(zhǔn)理解及應(yīng)用

 �� 以∮38.1×9.5鋼管為例，壁厚／外徑＝ 9.5/38.1=0.249，由于壁厚/外徑之比大于 0.2，因此參照GB/T5777-1996的附錄A進(jìn)行檢驗(yàn)，制作樣管時(shí)，內(nèi)傷人工缺陷深度/外壁人工缺陷深度按2.5進(jìn)行加工。

　　可疑鋼管的處理

 �� 經(jīng)過渦流或超聲波探傷的鋼管，由于厚壁管形狀的特殊性，加上探傷方法的局限性，因此在正常探傷生產(chǎn)中，探傷靈敏度要求比其他規(guī)格的鋼管探傷時(shí)適當(dāng)提高，出現(xiàn)傷波及時(shí)查找，發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)允許修磨，根據(jù)需方要求按ASME SA－ 450外徑及壁厚偏差或GB5310進(jìn)行控制。

　　按ASME SA－450外徑及壁厚偏差進(jìn)行控制。

 �� (1)壁厚控制

 �� 鋼管外徑≤38.1時(shí)，壁厚的允許偏差按 +20%，-0控制; 鋼管外徑>38.1時(shí)， 壁厚的允許偏差按 +22%，-0控制; 

　　(2)外徑控制

　　按ASME SA－450外徑及壁厚偏差進(jìn)行控制。按GB5310要求控制 允許偏差(mm) 鋼管外徑(mm) 普通精度 高級精度 ≤30 ±0.20mm ±0.20mm 30-50 ±0.30mm ±0.25mm >50 ±0.8% ±0.6% 壁厚(大于3mm) ±10% ±7.5%

 �� (3)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對比及應(yīng)用

 �� 實(shí)際外徑按ASME標(biāo)準(zhǔn)控制要求較高，壁厚控制則是按GB5310控制要求較高。在修磨時(shí)主要考慮外徑的允許偏差是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，修磨后的厚度則可以采用超聲波測厚儀來測量，并根據(jù)測量厚度的數(shù)值來判斷修磨后鋼管的厚度是否超標(biāo)。

四、結(jié)束語

 �� 由于近年來厚壁高壓無縫鋼管使用成增長趨勢， 一方面通過選擇優(yōu)質(zhì)管坯和合理的厚壁無縫鋼管產(chǎn)生工藝，在熱軋毛管生產(chǎn)后可以通過工業(yè)內(nèi)窺鏡進(jìn)行內(nèi)表面抽查來保證中間產(chǎn)品的內(nèi)表面質(zhì)量，另一方面由于采用常規(guī)鋼管渦流探傷和超聲波探傷難以保證鋼管質(zhì)量，尤其是內(nèi)表面質(zhì)量，如何利用現(xiàn)有及先進(jìn)的無損檢測手段，比如把超聲相控陣技術(shù)引入到厚壁無縫鋼管檢測上來，把好最后的出廠檢驗(yàn)關(guān)是我們檢測工作者面臨的一個(gè)新課題。

參考文獻(xiàn)：

 �� GB5310－1995. 《高壓鍋爐用無縫鋼管》
 �� GB/T5777－1996. 《無縫鋼管超聲波探傷檢驗(yàn)方法》
 �� GB／T7735－2004. 《鋼管渦流探傷檢驗(yàn)方法》
 �� ASTM A 450／A 450M. 《碳鋼，鐵素體合金鋼和奧氏體合金鋼管子通用要求》