浙江不銹鋼無縫管質量控制要點分析

不銹鋼無縫鋼管廣泛用于高壓、低溫和耐腐蝕環境管系，力學性能、工藝性能和耐腐蝕性是衡量鋼管質量的三項重要指標，也是確保船舶安全航行的重要保證。在實船應用中，某不銹鋼化學品船，在首航后發現甲板貨物管系存在泄漏，經壓力試驗發現有10余處孔狀泄漏。某乙烯船用貨罐制造過程中，發現多處罐頭穿艙管內表面質量問題，包括內壁麻點和表面裂紋。那么這些問題如何才能從根本上解決呢?

一、制造缺陷與預防措施

 浙江至德鋼業有限公司根據不銹鋼無縫管生產流程圖，圓鋼鋼坯經穿孔、冷拔/冷軋、固溶、校直、酸洗等主要工序制成無縫鋼管，各個制管環節相輔相成，特別是對原材料和中間品的質量控制，是確保成品管化學成分、表面質量、力學性能、工藝性能和耐腐蝕性能等指標符合規范和標準的重要保障。

 1. 控制原材料品質

 生產不銹鋼無縫管所用的原材料主要是連鑄圓管坯、軋（鍛）制圓鋼，確保鋼坯質量是把好鋼管質量的第一道關，主要包括煉鋼水平、澆注和冷卻工藝，以及成形質量。首先是提高煉鋼水平，需降低有害元素和氣體（氮氫氧），提高成分的均勻性和純凈度，減少非金屬夾雜物，同時改變其分布形態都是關鍵。鋼坯的成分不均勻且產生嚴重偏析時，會使軋制后的鋼管呈現嚴重的帶狀組織，從而降低鋼管力學性能和腐蝕性能，甚至不合格。非金屬夾雜物（如硫化物和氧化物、硅酸鹽）被壓成薄片，不僅會影響鋼管的性能，而且可能會使鋼管在生產過程中產生裂紋。其次，完善澆注和冷卻工藝，減少皮下氣泡、皮下裂紋、疏松和縮孔也不能忽視，因為這些缺陷無論是哪一種，在穿孔和軋管過程中都有可能造成缺陷，有的缺陷在使用后放大，縮短了產品使用壽命；嚴重時在中間品就直接報廢，如內折。此外，鋼坯的外形偏差，如直線度、直徑和橢圓度，這都將直接影響到穿孔質量，造成荒管質量缺陷。

 因此，認可時不僅需要關注煉鋼設備及工藝，更要延伸至不銹鋼無縫管的試驗，通過這樣的認可過程來確定鋼坯出廠檢驗的檢驗項目、取樣數量和驗收標準，特別是規范和指南中沒有明確但又需要重點關注的質量項目，如低倍和微觀組織的檢測。

 2. 確保熱爐溫控準確性和均勻性

 不銹鋼無縫管制造中用到的熱爐有鋼坯加熱爐和鋼管熱處理爐。溫控準確性和均勻性是評判加熱設備好壞的兩個重要指標，是加熱工藝的重要保證，因此制造廠應嚴格履行熱電偶使用期限和校準周期規定，以及爐膛溫度均勻性檢測。

 加熱工藝的制定應綜合考慮熱爐設備、管坯或鋼管種類、數量等固有屬性，嚴格控制加熱速度、保溫時間和冷卻速度，避免產生裂紋，過熱或過燒。以穿孔階段管坯加熱為例，考慮不銹鋼常溫下導熱系數?。磦鳠崧?，而膨脹系數大，所以應當在爐內應有較長的預熱時間，加熱初期的升溫速度宜慢，以防產生熱裂紋；當坯溫超過一定溫度（一般850℃左右）后，不銹鋼的導熱性和塑性迅速增加，同時不銹鋼在高溫段停留的時間太長會產生α相，即生成鐵素體，α相超過一定比例后，金屬熱塑性急劇下降，嚴重時，將導致穿孔無法進行，而且高溫及長時保溫還會使內部晶粒粗大，因此在均熱階段則應當快速加熱，短時間完成均熱。

 此外，還應注意控制爐內氣氛的調節，保持弱氧化性氣氛，不僅可以減少表面氧化的程度，也能防止表面增碳。

二、優化檢驗流程和設備

 不銹鋼無縫鋼管制管過程中的中間品檢驗是控制成品管質量的關鍵，特別是內壁表面質量，必須重視從源頭抓。首先要建立合理、有效的檢驗和處理程序，確保能發現存在的問題，發現的問題能夠得到有效處理。以荒管為例，一般會采用拋丸或酸洗/鈍化來清除表明氧化物，達到檢驗狀態；為確定缺陷是否清除干凈，必要時還需要著色探傷、回爐和酸洗相結合的檢驗手段，這樣就能有效確保有缺陷的中間品不會流入下道工序。其次，還需要配備足夠、有效的檢驗設備。如內窺鏡、測厚儀、強光手電筒等，圖4是對同一根缺陷管用新舊內窺鏡檢驗的效果對比圖，舊設備辨識率低，即使經驗豐富的檢驗員也可能出現漏檢，新設備則能快速識別缺陷種類和位置。

 另外是要建立有效的缺陷反饋制度，及時對產生的缺陷進行分析和統計，如缺陷類別、產生階段、產生頻率、處理方式，以便及時對造成缺陷的原因進行分析，并指導按統一的工藝清除缺陷。

三、成品管的檢驗缺陷不容忽視

 成品管檢驗作為最后一道質量屏障，其重要性不言而喻，一旦出現檢驗缺陷，將直接影響試驗效果和試驗數據的準確性，以下列舉了幾個典型的檢驗缺陷，鋼管制造廠應引起重視。

 1. 取樣與制樣

 產品終檢時，涉及試樣的問題包括取樣數量、取樣位置、試樣加工位置和尺寸。首先是取樣數量和位置，CCS規范是根據不銹鋼無縫管等級和每批數量確定取樣鋼管根數，這與產品標準有所區別，如GB 13296要求從每批兩根不同鋼管取樣即可。此外，規范還要求每根取樣鋼管都應進行所有出廠試驗項目，因此制造廠編制取樣計劃單時，應注意明確試樣在樣管上的分配，杜絕集中取樣。

 其次，試樣加工位置和尺寸的要求也不應忽視，制造廠應首先制定制樣作業手冊，明確好制樣細節，特別是外協制樣的鋼管企業，更應注重對外協方的能力考核，同時做好試樣尺寸驗收和加工余料的檢查，多管齊下，避免制樣錯誤。

 2. 試驗準備與試驗方法

 腐蝕試驗藥劑/試劑過期，輔料不符合試驗要求，以及試驗方法不準確，同樣可能造成試驗結果不準確，以至漏檢產品缺陷。以晶間腐蝕為例（表），試劑濃度/純度不夠或因保存不當失效等試驗因素都直接導致試驗結果。

 拉伸試驗時，由于不銹鋼屬于屈服特征不明顯的材料，故一般測定非比例延伸強度Rp0.2,Rp1.0（規定非比例延伸率為0.2％，1%時的延伸強度）作為屈服強度衡量指標。拉力試驗機大都自帶這樣的測試功能，但是如果不用引伸計，測出來往往不準確，因為此時拉伸曲線就把標距以外的變形等干擾都包進了曲線。因此，必須要求制造廠加裝小變形引伸計，以此來找出準確的屈服值。

 此外，延長率的測定還需關注規范、標準對測試標距的計算方法，以及換算規定，如國標與美標轉換時可參考GB/T14976 - 2012 。

 水壓試驗用于測試成品實際承壓能力，但試驗時應注意不是壓力越高越好、越久越好，否則就是破壞試驗，可能造成缺陷或影響使用壽命。作為水壓試驗的替代，渦流和超聲波無損探傷用于檢測表面和近表面缺陷方便快捷，廣泛用于不銹鋼無縫管產品檢驗的流水線，快速識別超標缺陷并報警。制造廠編制的無損檢測工藝中通常規定了樣管上線校驗周期（時長或根數），但是這種工藝實際上不具備通用性，每臺設備的使用頻率不同、新舊程度和穩定性不同，不能一概而論。此外，還應關注樣管種類、規格及標（樣）準，是否適合產品標準對無損探傷的要求。

 綜上所述，產品制造廠都應健全實驗室規章制度、落實好試驗藥劑驗收、保存和使用要求；注意對試驗人員能力的培訓和考核，確保其正確掌握試驗方法；注意評估作業指導書與試驗設備、試驗設備間的適用性，確保試驗各個環節準確、規范。