管坯质量缺陷及其预防

（一） 管坯概况gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

1． 管坯类型：连铸圆管坯、轧（锻）制圆管坯、离心浇注圆空心管坯、钢锭gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

2． 连铸型式：   立式连铸机、弧形连铸机、水平连铸机gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

3． 连铸坯优点：①工艺简化，生产成本低。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                   ②成材率高。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                   ③生产条件改善，自动化程度高。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                   ④节约能源。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

       连铸圆管坯直接用于无缝钢管的生产，因其成本低，质量好，故而给无缝钢管制造业带来了一场深刻的革命，是发展方向，目前最大Φ600，已逐步替代钢锭和轧（锻）制圆管坯用来生产无缝钢管。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

       为了提高无缝钢管的质量，首要环节是确保管坯的质量。  gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

（二） 管坯标准简介：gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

1．连铸圆管坯：YB/T  4149-2006   《连铸圆管坯》gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

  ①直径及允许偏差     公称直径d         允许偏差（%d）（mm）gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                       d≤150             ±1.6gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                       150＜d≤250        ±1.5gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                       250＜d≤350        ±1.3gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                       d＞350             ±1.2gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

  ②不圆度             d≤150             4.5             2.8gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                       150＜d≤250        4.5             2.5          gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

250＜d≤350        4               2gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                       d＞350             3.5             2gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ③低倍组织：中心疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡≤2级gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ④表面质量不允许存在目视可见的结疤，气孔、针孔、重皮以及深度超过0.5mm裂纹,允许深度不大于3mm的凹坑，深度≤2mm的机械刻痕，压痕存在gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

管坯表面缺陷允许清理，但应≤4%d（最大≤12mm），应圆滑无棱角gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

清理处的深∶宽∶长=1∶6∶8gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

2．轧制圆管坯：YB/T  5222-2004《优质碳素钢圆管坯》      Φ≤450gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

               YB/T  5137-1998《高压用无缝钢管圆管坯》  Φ≤160gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

               YB/T  5221-1993《合金结构钢圆管坯》      Φ≤160gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ①管坯直径及允许偏差gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ②椭圆度≤直径公差的75%gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ③冶炼方法：低倍组织、非金属夹杂物、表面质量规定。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

（三）管坯缺陷的检查与清理gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

         管坯的质量对钢管的质量有着极其重要的影响，凡不符合质量要求的管坯不得投料，管坯表面缺陷必须清除干净。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

    1．管坯质量的检验方法：gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

       ①目视检查：表面质量gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

       ②低倍组织：硫印法、酸浸法、工业盐酸或氯化铜溶液检查裂纹、气泡、疏松、白点、夹杂物等的分布状况。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

2．管坯表面缺陷的清理：gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ①火焰清理：≤0.4%c  管坯表面缺陷清理gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ②风铲清理：适合管坯表面局部缺陷的清理gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ③砂轮清理：主要用于不宜采用火焰清理的管坯gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   ④车削清理：主要用于附加值和质量要求都很高的管坯表面缺陷清理，如不锈钢管坯，锈坯:如 P91、 P92gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

   总之，对管坯的质量进行检查和检验以及对管坯的表面缺陷进行必要的清理，是确保无缝钢管生产所用坯料符合质量要求的基本前提。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

（四） 管坯的外观形状缺陷gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

1． 圆管坯直径及椭圆度超差：穿孔机的孔型参数是根据管坯的名义直径及毛管的外径和壁厚确定的。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

① 外径超过正公差，毛管容易产生内折缺陷。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

② 外径超过负公差，致使穿孔过程难以实现。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

③ 管坯椭圆度超差，主要是影响管坯的穿孔过程的正常进行并导致毛管产生外表面缺陷（延卡、外折、结疤）。                                               gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

2． 钢锭尺寸超差:过充满，欠充满，偏心，壁厚不均。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

3． 圆管坯端面切斜度超差：产生毛管端面壁厚不均，定心孔质量。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

（五） 管坯的表面质量缺陷gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

a) 管坯表面裂纹：是管坯中经常存在且对钢管质量危害及大的一种缺陷。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                      连铸圆管坯的表面裂纹分为纵、横裂纹、网状裂纹gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                      钢中s＞0.02% ，p ＞0.017%时，钢的高温强度和塑性降低，管坯表面发生纵裂纹的趋势增大。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                      管坯表面裂纹在加热过程中会发生严重氧化，经过轧制后，裂纹处常伴有氧化质点,脱碳现象，裂纹中间存在氧化亚铁，裂纹根部比较圆滑，此现象是生产现场判定钢管表面裂纹是因为管坯带来的，还是在轧制过程中产生的重要依据之一。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

b) 管坯结疤与重皮：是指管坯表面的未与管体金属完全结合的金属片层。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

c) 管坯气孔（针孔）：是因为钢液在浇铸过程中皮下气泡破裂而在管坯表面形成的一些小孔，气体含量高造成。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

d) 管坯凹坑与沟槽：管坯表面受到机械碰撞或划伤造成的。凹坑容易形成轧后荒管表面的折叠或结疤; 沟槽在穿孔毛管的表面形成较长的大外折。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

5．管坯“耳子”：在斜轧穿孔时极易造成穿孔毛管表面的螺旋状外折。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

（六）管坯的低倍组织缺陷gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

            所谓管坯的低倍组织是指管坯试样经过磨光酸浸后在横截面上存在的用肉眼观察到的组织（宏观组织）。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

            连铸圆管坯的低倍组织特别是低倍组织缺陷会对管坯的加工性能、力学性能和钢管质量产生很大的影响，YB/T  4149-2006  《连铸圆管坯》标准中列出的连铸圆管坯低倍组织缺陷主要包括：管坯皮下气泡，疏松、缩孔、皮下裂纹、中心裂纹、中间裂纹和组织偏析等。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

    1．管坯皮下气泡：①存在于连铸圆管坯的表面附近（表皮以下），形态程椭圆。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ②钢水脱氧不足是产生管坯皮下气泡的主要原因。0.01～o.015%gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ③对于要求更高的钢种，还要求采用炉外精炼方法对钢水进行脱气，以降低H、O、N， 如高压锅炉管。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ④皮下气泡会在钢管表面产生“飞皮”，形状类似“指甲”状，该类缺陷小而浅，可以通过修磨将其去除。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

    2．管坯皮下裂纹：①主要存在于连铸圆管坯的柱状晶体和表面细晶区的过度区域附近，离管坯表面3—10mm范围内。共4级,≤2级合格                               gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ②皮下裂纹轻微时可以“轧合”，严重时会产生“钢质外折”gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

    3．管坯中间裂纹和中心裂纹：评级图4级，≤2级合格gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ①存在于连铸圆管坯十分发达的柱状晶体（中间裂纹），与柱状晶成而成长方向一致。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ②中心裂纹存在于管坯的中心，裂纹方向沿晶向伸长。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ③连铸圆管坯的中间裂纹和中心裂纹是造成无缝钢管钢质内折的主要原因。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ④由于连铸圆管坯的中心裂纹和中间裂纹是连铸圆管坯的严重质量缺陷，因此必须予以严格控制。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     ⑤提高钢水的质量（减少钢水中的P、S含量，减少钢中的非金属夹杂物，提高钢水的纯净度），优化连铸工艺参数（采用电磁搅拌、结晶器振动等技术）可造成管坯裂纹。                   gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

4． 管坯疏松和缩孔：是连铸工艺的性能决定的，参看评级图4级，≤2级合格gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

       连铸与轧制相结合可以进一步消除连铸圆管坯的中心疏松和缩孔，也可以改善连铸圆管坯的铸态组织。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

5． 管坯偏析：组织偏析、成分偏析、结晶区分布偏析。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

         连铸圆管坯：激冷区（表面细晶粒区）   10～15%gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     柱状晶区                55～60%gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

                     中心疏松区          25～30%gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

       柱状晶体是导致连铸圆管坯斜轧穿孔时毛管产生内折缺陷的主要因素。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

（七）管坯的显微组织缺陷gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

 1．钢中有害元素：由炼钢原料带来的，应采用精料方针，尽量减少钢中的有害元素，As、Pb、Sn、Sb、B；五大有害元素,分布在晶界上，低熔点在管坯加热中优先熔化，从而削弱了晶间的联系，在管坯热变形时很容易发生金属破裂，从而会产生大量的质量缺陷。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

 2．管坯成分及组织偏析：炼钢决定（延长冶炼时间，增加搅拌）gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

    当管坯的成分和组织不均匀且产生严重偏析时，会使轧制后的钢管呈现严重的带状组织，从而影响钢管的力学性能和耐蚀性能，并使其性能不符合要求。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

 3．管坯非金属夹杂物：它是钢中的铁及其他元素与O、S、N等作用而形成的化合物，是不可避免的，在本质上已失去了金属的性质，与钢的机体无联系。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

分为5类：A：硫化物  B：氧化物 C：碳酸盐  D：氮化物 DS：球形夹杂物gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

        ①非金属夹杂物: 塑性差、熔点低、易产生裂纹。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

        ②采用钢包精炼技术和中间包冶金技术可以减少钢中的非金属夹杂物。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

        ③当管坯夹杂物含量太多,特别是呈簇状分布而形成大型夹杂物之后,不仅会影响钢管的性能,且易使钢管生产过程中产生裂纹。gPS热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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