15CrMoG厚壁高压无缝钢管质量检测及质量保证

15CrMoG厚壁高压无缝钢管质量检测及质量保证葛志刚（江西洪都钢厂；南昌330029）摘要：本文简要介绍厚壁高压无缝钢管的质量保证，并主要介绍了涡流探伤及超声波探伤的具体应用。关键词：厚壁高压无缝钢管涡流超声波一、前言随着资源的紧缺和经济的迅速发展，提高有限资源的利用率成为可持续发展的重要课题，电力是经济发展中的最重要的能源，其中火力发电占我国总电力的70％，高压锅炉管是锅炉材料的主要组成部分，近年来随着发电技术的进步，大量厚壁厚壁高压无缝钢管应用于锅炉材料中水冷壁管、过热器、再热器等。一、前言自2001年以来，电站锅炉企业从原来的以30万亚临界锅炉为主力炉型升级为以60万千瓦的超临界锅炉为主力炉型，这种炉型的高压锅炉用管规格亦从原30万千瓦的∮60×5、∮60×6.5等规格为主，变为以Ø25.4×6.4、Ø31.8×8、Ø31.8×9.2、Ø38.1×9.5、Ø57×14、Ø73×15.6、Ø88.9×17等规格为主，由于这些规格的钢管材质为15CrMoG等合金钢种，加上外径小、壁厚大，因而制造难度大，原有的传统热轧及冷拔工艺均很难生产，同时产品质量也难以保证。以下就生产15CrMoG厚壁高压无缝钢管的质量检测及质量保证做一些介绍，并希望与同行们一起进行探讨。二、厚壁高压无缝钢管的主要生产工艺无缝钢管主要生产工艺主要包括热轧,冷拔,冷轧等方式,由于热轧无缝钢管工艺的特殊性,生产厚壁无缝钢管非常困难,一般内径易成内六方，质量达不到锅炉管的要求,通常采用冷拔或轧拔结合的方式进行生产。二、厚壁高压无缝钢管的主要生产工艺由于15CrMoG厚壁无缝钢管对内外表面的质量要求较高，一般采用正火加回火，正火温度一般为930－960℃通常采用保护气体热处理炉进行处理，，热处理后的组织为铁素体加珠光体，由于是厚壁管，加热时间跟相应壁厚对应。如果没有保护气体炉进行热处理，则经过正火加回火的成品钢管通常在矫直后进行表面喷丸处理。厚壁管精整工序主要包括矫直、切管、涡流探伤、超声波探伤及标识包装、称重等。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤（1）涡流样管按SA-450《碳钢、铁素体合金钢和奥氏体合金钢管管子通用要求》如果采用钢管涡流探伤时，如采用钻孔，则钻孔的直径应不大于0.031in.(0.8mm)，而GB／T7735－2004《钢管涡流探伤方法》的B级孔标准。涡流探伤厚壁管对于涡流探伤来说，由于原理的限制，穿过式线圈对厚壁管进行检测时，只对表面及亚表面的缺陷敏感，有的锅炉厂要求按照GB/T7735－2004的B级要求进行探伤.三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤但是一些用于出口的锅炉要求按ASMESA-450的通用要求进行涡流检测，即钻孔直径应不大于0.031in(0.8mm),根据两个标准的比对,当钢管外径19D≤25mm时,两个验收等级相同,由于主要规格主要为∮25.4×6.4、∮31.8×9.2、∮38.1×9.5、∮57×14、∮73×15.6、∮88.9×17等,因此对于D42mm的无缝钢管来说,实际ASME标准对无缝钢管的质量要求大大高于GB5310-1995的要求。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤在实际探伤中，加工0.8mm直径的涡流样管很容易断钻头，同时对钢管的表面要求较高，一般要求钢管进行保护气体热处理，表面基本无氧化铁，如果采用一般热处理炉进行热处理，为了保证较好的探伤效果，一般在探伤前对钢管进行抛丸处理。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤（3）实际应用由于厚壁无缝钢管磁饱和时磁化电流较大，磁饱和装置长期工作时易产生大量热量，一方面影响磁化效果，另一方面影响探头工作的稳定性，为了保证好的探伤效果，应该对磁化线圈进行散热处理，如风冷，加散热孔等。实际探伤中，没有经过保护气体热处理的钢管表面质量较差，在涡流探伤中，探伤灵敏度需高出5－6dB才能探伤（信噪比较差）。超声波探伤（1）超声波样管厚壁无缝钢管超声波探伤如按照ASMESA－450的要求，则内、外径缺口槽深不应超过规定管壁厚的12.5%或0.004in(0.1mm),两者取其大者，缺口槽宽不得超过其深度的两倍。按照GB/T5777－1996C5级则要求较ASME标准较高。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用超声波探伤（2）标准理解及应用以∮38.1×9.5钢管为例，壁厚／外径＝9.5/38.1=0.249,由于壁厚/外径之比大于0.2,因此参照GB/T5777-1996的附录A进行检验,制作样管时,内伤人工缺陷深度/外壁人工缺陷深度按2.5进行加工。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用可疑钢管的处理经过涡流或超声波探伤的钢管，由于厚壁管形状的特殊性，加上探伤方法的局限性，因此在正常探伤生产中，探伤灵敏度要求比其他规格的钢管探伤时适当提高，出现伤波及时查找，发现缺陷时允许修磨，根据需方要求按ASMESA－450外径及壁厚偏差或GB5310进行控制。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用可疑钢管的处理按ASMESA－450外径及壁厚偏差进行控制。(1)壁厚控制钢管外径≤38.1时,壁厚的允许偏差按+20%,-0控制;钢管外径38.1时,壁厚的允许偏差按+22%,-0控制;三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用允许偏差(mm)钢管外径(mm)+-25.40.10.125.4-38.10.150.1538.1-50.80.20.250.8-63.50.250.2563.5-76.20.30.3(2)外径控制按ASMESA－450外径及壁厚偏差进行控制。按GB5310要求控制允许偏差(mm)钢管外径(mm)普通精度高级精度≤30±0.20mm±0.20mm30-50±0.30mm±0.25mm50±0.8%±0.6%壁厚(大于3mm)±10%±7.5%三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用（3）两个标准对比及应用实际外径按ASME标准控制要求较高,壁厚控制则是按GB5310控制要求较高。在修磨时主要考虑外径的允许偏差是否符合标准要求，修磨后的厚度则可以采用超声波测厚仪来测量，并根据测量厚度的数值来判断修磨后钢管的厚度是否超标。四、结束语由于近年来厚壁高压无缝钢管使用成增长趋势,一方面通过选择优质管坯和合理的厚壁无缝钢管产生工艺，在热轧毛管生产后可以通过工业内窥镜进行内表面抽查来保证中间产品的内表面质量，另一方面由于采用常规钢管涡流探伤和超声波探伤难以保证钢管质量，尤其是内表面质量，如何利用现有及先进的无损检测手段，比如把超声相控阵技术引入到厚壁无缝钢管检测上来，把好最后的出厂检验关是我们检测工作者面临的一个新课题。参考文献：GB5310－1995.《高压锅炉用无缝钢管》GB/T5777－1996.《无缝钢管超声波探伤检验方法》GB／T7735－2004.《钢管涡流探伤检验方法》ASTMA450／A450M.《碳钢,铁素体合金钢和奥氏体合金钢管子通用要求》