引言

　　無(wú)縫精拉管之所以能夠被廣泛應用于電力、石油等行業(yè)領(lǐng)域，除具備經(jīng)濟性特點(diǎn)之外，在運行年限、材料質(zhì)量等方面表現也較為優(yōu)越。若在使用期間出現表面裂紋問(wèn)題，會(huì )直接影響到無(wú)縫精拉管的使用效果。

　　當前，常見(jiàn)的無(wú)縫精拉管表面裂紋分為外折與發(fā)紋兩種類(lèi)型，其中發(fā)紋體現為裂紋處開(kāi)口窄，外折則體現為開(kāi)口處寬。為避免無(wú)縫精拉管因裂紋問(wèn)題影響到其使用效果，需在明確掌握發(fā)紋、外折成因的前提下，采取科學(xué)措施進(jìn)行有效處理。

　　1 理化檢驗與結果分析

　　為進(jìn)一步探明無(wú)縫精拉管發(fā)生成因，本文采用掃描電鏡、金相顯微鏡、能譜儀進(jìn)行成因檢測。

　　1.1 金相檢驗和微觀(guān)組織

　　1.1.1 宏觀(guān)形貌

　　本文研究試樣采集處為無(wú)縫精拉管外折處，經(jīng)檢驗后發(fā)現試樣表面呈現出橫向裂紋狀態(tài)，裂紋長(cháng)度約為10cm。

　　1.1.2 金相檢驗

　　采用金相檢驗的手段進(jìn)行試樣裂紋附近取樣，具體取樣部位為裂紋縱向、橫向位置，利用 4%硝酸就近進(jìn)行腐蝕 。參照 GB/T 6394—2002、GB/T13299—1991、GB/T 10561—2005，進(jìn)行樣品相關(guān)項目的檢測分析，其項目包括分金屬夾雜、脫碳層、帶狀組織、晶粒度、金相組織等，結果表明樣品不存在明顯異常。

　　進(jìn)行橫截面樣品的觀(guān)察，發(fā)現其周?chē)浇恢么嬖诿撎紝?，?jīng)檢測得知脫碳層總深度約為0.4 mm，意味著(zhù)樣品產(chǎn)生的裂紋問(wèn)題與高溫因素存在聯(lián)系，即在穿孔前連鑄坯過(guò)程中因高溫因素導致裂紋形成。

　　進(jìn)行橫縱截面樣品的分析，發(fā)現帶狀組織存在于兩處，并以流線(xiàn)型形態(tài)呈現，且帶狀組織在縱向截面處表現更為明顯，意味著(zhù)因旋轉角度存在差異性，導致穿孔期間形成扭轉變形。若軸向剪切-拉伸應力、附加剪切變形過(guò)大，會(huì )增大管外表面發(fā)生橫裂問(wèn)題的幾率。此外，經(jīng)檢驗分析后發(fā)現有硫化物、氧化鋁等物質(zhì)存在于樣品中，但是評級級別判定并未顯示夾雜物存在異常問(wèn)題。

　　1.2 掃描電鏡觀(guān)察與分析

　　本文在樣品裂紋觀(guān)察過(guò)程中采用的能譜儀型號為 OXFORDINCA Energy，采用的掃描電鏡型號為FEIQuanta 3D FEG。通過(guò)樣品觀(guān)察與能譜分析后發(fā)現，橫截面裂紋位置處存在 Si、Fe、O 等夾雜物，且有較多的顆粒夾雜物存在于裂紋周?chē)?，尺寸?jīng)計算后約為 2～3 μm，其顆粒物成分包括 Fe、Mn 等元素。相較于裂紋端部夾雜物而言，顆粒物中所含有的化學(xué)成分明顯更高，且有氧化皮存在于較寬裂紋區域。

　　依據對能譜分析與顯微觀(guān)察的應用，得出鋼管缺陷內部可能存在大量脫氧產(chǎn)物的結果，且脫氧產(chǎn)物以 MnO-SiOn 2 為主。分析其成因，可能是在連鑄坯階段，因某些因素的影響導致鋼管軋制受到不合理的碾壓，內部存在缺陷，進(jìn)而增大出現外折問(wèn)題的發(fā)生概率。而要想進(jìn)一步實(shí)現對外折缺陷成因的確定，需要進(jìn)行連鑄坯質(zhì)量的分析。

　　2 無(wú)縫精拉管外折、發(fā)紋成因分析

　　2.1 內因

　　進(jìn)行無(wú)縫精拉管發(fā)紋、外折問(wèn)題內因的分析，具體包括：

　　一是化學(xué)成分因素。相較于硅鎮靜鋼、沸騰鋼而言，含 Al 化學(xué)成分的鋼裂紋敏感性更為顯著(zhù)。當鋼管發(fā)生裂紋時(shí)，主要是因為以原始 C 相晶界為通道出現 AlN、NbC 等化學(xué)成分的解析，其晶界出現脆化的狀態(tài)，增大出現開(kāi)裂問(wèn)題的幾率 。

　　二是氣泡影響。若鋼管皮下氣泡軋漏同樣會(huì )增大出現鋼管表面裂紋的幾率。若在鋼管坯料冶煉過(guò)程中，脫氧操作處理出現問(wèn)題，或者是在處理鋼水包、烘烤合金料過(guò)程中受到某些因素的影響產(chǎn)生不良現象，意味著(zhù)可能有大量氣泡存在于鋼錠上。而鋼管在開(kāi)坯后氣泡軋漏，逐漸形成裂紋。另外，氣泡的產(chǎn)生與保護渣存在一定關(guān)聯(lián)，若保護渣無(wú)法做到對鋼坯潮濕問(wèn)題的有效避免，則會(huì )增大鋼錠頭部出現氣泡的幾率，進(jìn)而形成表明裂紋。

　　2.2 外因分析

　　分析無(wú)縫管產(chǎn)生外折、發(fā)紋問(wèn)題的外因，主要包括：

　　一是在無(wú)縫精拉管實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，若操作不合理，或者是出現操作失誤問(wèn)題，同樣會(huì )增大出現發(fā)紋、外折問(wèn)題的幾率。如生產(chǎn)過(guò)程中鋼錠表面結疤，容易形成表面裂紋。

　　二是裂紋源處鋼水存在黑色鋁酸鈣、硅酸鹽等氧化物夾雜，其來(lái)源于鋼包卷渣、鋼包脫氧復合產(chǎn)物等;存在來(lái)源于耐材侵蝕的氧化鎂夾雜。在制作過(guò)程中上述夾雜未上浮，在裂紋處富集，導致無(wú)縫精拉管發(fā)生外折問(wèn)題。

　　三是因拉坯工藝使用不合理，導致連鑄坯產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。

　　四是未按照標準要求采用合理的管坯加熱制度，增大無(wú)縫精拉管發(fā)生外折、發(fā)紋缺陷的概率。

　　3 無(wú)縫精拉管外折、發(fā)紋解決對策

　　3.1 清理裂紋

　　要想進(jìn)一步提高無(wú)縫精拉管質(zhì)量，避免裂紋的產(chǎn)生對鋼管使用效果產(chǎn)生影響，需在制管時(shí)加強對清理工作的開(kāi)展。而不同國家對于裂紋的清除深度要求不同，如德國某煉鋼廠(chǎng)要求在清理鋼坯裂紋時(shí)，應控制其消除深度保持在 1 mm 以上。所以，需依據管坯實(shí)際要求，開(kāi)展裂紋清理工作。當然，需注意并非所有的管坯裂紋都會(huì )對無(wú)縫管造成影響和損害，大部分管坯表面裂紋會(huì )在反復軋制過(guò)程中逐漸被磨平，只有少部分需要在軋制過(guò)程中進(jìn)行深度清理。盡管現階段受限于技術(shù)條件、經(jīng)濟水平等因素，無(wú)法做到對鋼坯裂紋完全避免，但是可以結合對無(wú)縫精拉管制作工藝標準的要求，采用其改進(jìn)工藝進(jìn)行管坯裂紋深度的有效控制。

　　3.2 保護渣性能控制

　　保護渣對無(wú)縫精拉管表面缺陷的產(chǎn)品有著(zhù)至關(guān)重要的作用，所以可通過(guò)適當改善保護渣性能來(lái)提升無(wú)縫管軋制質(zhì)量，通過(guò)合理控制液渣層厚度來(lái)保證凝固殼與結晶器壁之間的氣隙流入足夠量的液渣。

　　同時(shí)，結晶器保護渣的黏度控制同樣至關(guān)重要，需要做到結合相關(guān)工藝標準以及鋼種來(lái)確定。確保在軋制過(guò)程中能夠改善保護渣性能，達到潤滑良好、傳熱穩定的目的，進(jìn)而降低無(wú)縫隙鋼管發(fā)紋、外折的發(fā)生概率。

　　3.3 完善工藝標準

　　為進(jìn)一步降低無(wú)縫隙鋼管裂紋發(fā)生概率，結合以下工藝標準進(jìn)行軋制過(guò)程的完善：

　　一是嚴格控制加鋁量，為避免因鋁量過(guò)高而增大無(wú)縫管出現裂紋的幾率，需將加鋁量控制在400 g/t 左右。

　　二是結合實(shí)際軋制要求，進(jìn)行硫含量的合理控制，同時(shí)為保證硫含量減少后無(wú)縫隙鋼管質(zhì)量能夠符合標準要求，需進(jìn)行合金元素的適當添加。

　　三是依據實(shí)際情況的分析，進(jìn)行 Jb 模鑄錠比例的合理增大。

　　四是針對現行的保護渣質(zhì)量標準，經(jīng)考核、評選后，確定其性能符合標準后方可繼續使用。

　　五是將冷卻水擋板安置于連軋機軋輥位置處，避免因冷卻水未分流而影響到鋼坯生產(chǎn)質(zhì)量。

　　3.4 改進(jìn)精煉工藝序

　　要想實(shí)現對無(wú)縫精拉管外折、發(fā)紋缺陷的有效避免，生產(chǎn)廠(chǎng)家應重視對鋼管生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。

　　一是過(guò)熱度控制。上文提及，鋼材料中含某些化學(xué)元素，為避免出現鋼水氧化現象，并控制因侵蝕耐材造成的鑄坯夾雜，需要進(jìn)行鋼水過(guò)熱度的合理控制，避免在生產(chǎn)期間產(chǎn)生矯直裂紋。

　　二是依照企業(yè)生產(chǎn)需求標準，將二次冷卻比水量控制在合理范圍內，并在拉矯機使用前將鑄坯溫度提高至 950 ℃以上，以此降低無(wú)縫精拉管發(fā)生外折、發(fā)紋缺陷的概率。

　　4 結語(yǔ)

　　綜上所述，若無(wú)縫精拉管在制作過(guò)程中出現發(fā)紋、外折問(wèn)題，不僅影響到無(wú)縫精拉管的使用質(zhì)量，甚至會(huì )對生產(chǎn)企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失。正因此，如何有效解決鋼管發(fā)紋、外折問(wèn)題，成為生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注問(wèn)題。而要想進(jìn)一步降低鋼管外折、發(fā)紋的出現幾率，避免裂紋問(wèn)題對鋼管使用造成影響，需在深度剖析鋼管發(fā)紋、外折成因的基礎上，采取上述措施來(lái)優(yōu)化無(wú)縫精拉管軋制工藝，保證鋼管生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行。