15CrMoG厚壁高壓無縫鋼管質量檢測及質量保證

[ 關鍵詞：厚壁高壓無縫鋼管 15CrMoG厚壁無縫鋼管 　發表日期：2022-08-15 13:55:54 ]

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

一、前言

　　隨著資源的緊缺和經濟的迅速發展，提高有限資源的利用率成為可持續發展的重要課題，電力是經濟發展中的最重要的能源，其中火力發電占我國總電力的70％，高壓鍋爐管是鍋爐材料的主要組成部分，近年來隨著發電技術的進步，大量厚壁高壓無縫鋼管應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格亦從原30萬千瓦的∮60×5、∮60×6.5等規格為主，變為以?? 25.4×6.4、?? 31.8×8、?? 31.8×9.2、??38.1×9.5、 ?? 57×14、?? 73×15.6、??88.9×17等規格為主，由于這些規格的鋼管材質/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，原有的傳統熱軋及冷拔工藝均很難生產，同時產品質量也難以保證。以下就生產15CrMoG厚壁高壓無縫鋼管的質量檢測及質量保證做一些介紹，并希望與同行們一起進行探討。

二、厚壁高壓無縫鋼管的主要生產工藝

 �� 無縫鋼管主要生產工藝主要包括熱軋，冷拔，冷軋等方式，由于熱軋無縫鋼管工藝的特殊性，生產厚壁無縫鋼管非常困難，一般內徑易成內六方，質量達不到鍋爐管的要求，通常采用冷拔或軋拔結合的方式進行生產。

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

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

 �� 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，如采用鉆孔，則鉆孔的直徑應不大于0.031in.(0.8mm)，而GB ／T7735－2004《鋼管渦流探傷方法》的B級孔標準。

　　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行檢測時，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 的通用要求進行渦流檢測，即鉆孔直徑應不大于0.031in(0.8mm)，根據兩個標準的比對，當鋼管外徑1942mm的無縫鋼管來說，實際ASME標準對無縫鋼管的質量要求大大高于GB5310-1995的要求。

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

 �� （3） 實際應用 �� 由于厚壁無縫鋼管磁飽和時磁化電流較大，磁飽和裝置長期工作時易產生大量熱量，一方面影響磁化效果，另一方面影響探頭工作的穩定性，為了保證好的探傷效果，應該對磁化線圈進行散熱處理，如風冷，加散熱孔等。

 �� 實際探傷中，沒有經過保護氣體熱處理的鋼管表面質量較差，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、外徑缺口槽深不應超過規定管壁厚的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標準較高。

 �� （2）標準理解及應用

 �� 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進行檢驗，制作樣管時，內傷人工缺陷深度/外壁人工缺陷深度按2.5進行加工。

　　可疑鋼管的處理

 �� 經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中，探傷靈敏度要求比其他規格的鋼管探傷時適當提高，出現傷波及時查找，發現缺陷時允許修磨，根據需方要求按ASME SA－ 450外徑及壁厚偏差或GB5310進行控制。

　　按ASME SA－450外徑及壁厚偏差進行控制。

 �� (1)壁厚控制

 �� 鋼管外徑≤38.1時，壁厚的允許偏差按 +20%，-0控制; 鋼管外徑>38.1時， 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)兩個標準對比及應用

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

四、結束語

 �� 由于近年來厚壁高壓無縫鋼管使用成增長趨勢， 一方面通過選擇優質管坯和合理的厚壁無縫鋼管產生工藝，在熱軋毛管生產后可以通過工業內窺鏡進行內表面抽查來保證中間產品的內表面質量，另一方面由于采用常規鋼管渦流探傷和超聲波探傷難以保證鋼管質量，尤其是內表面質量，如何利用現有及先進的無損檢測手段，比如把超聲相控陣技術引入到厚壁無縫鋼管檢測上來，把好最后的出廠檢驗關是我們檢測工作者面臨的一個新課題。

參考文獻：

 �� 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方法》
 �� GB／T7735－2004. 《鋼管渦流探傷檢驗方法》
 �� 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》