厚規(guī)格管線鋼板探傷不合原因分析及改進(jìn)措施
時(shí)間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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管線鋼廣泛應(yīng)用于原油、成品油、天然氣、城市管道煤氣及水煤漿等物質(zhì)的輸送，其內(nèi)部質(zhì)量直接影響工程的安全性和可靠性。為保證管線鋼產(chǎn)品質(zhì)量，管線鋼板生產(chǎn)廠也將無損探傷用于管線鋼的質(zhì)量保證。但是目前，國內(nèi)外對(duì)管線鋼板探傷缺陷的研究還大都集中在冶煉和軋制工藝對(duì)合格率的影響以及造成探傷不合格的鋼種缺陷方面，對(duì)高級(jí)別管線鋼針對(duì)性研究還較少，而這一方面的研究對(duì)高級(jí)別管線鋼的產(chǎn)品質(zhì)量和合同兌現(xiàn)率又具有指導(dǎo)意義。本文通過金相、掃描及能譜等分析手段，對(duì)引起厚規(guī)格X70管線鋼探傷不合的原因進(jìn)行深入分析，并提出了解決此類問題應(yīng)采取的工藝措施。
缺陷的表現(xiàn)形式
X70管線鋼板探傷不合主要有兩種表現(xiàn)形式，一種是在距鋼板邊部100-150mm左右、沿著鋼板軋制方向呈間斷不連續(xù)分布的缺陷，可以通過切邊解決，但容易造成鋼板寬度不合而改判；另一種是分布在鋼板寬度四分之一部位的點(diǎn)狀密集缺陷。缺陷在鋼板上呈點(diǎn)狀、長條狀等多種形式，其主要類型是偏析和裂紋，這兩種缺陷有時(shí)單獨(dú)、有時(shí)同時(shí)在鋼板上出現(xiàn)。
裂紋起源處同時(shí)存在MnS條狀?yuàn)A雜物，其原因一方面是鋼水在凝固末期由于選分結(jié)晶作用，Mn、S元素在鑄坯中心富集形成MnS夾雜物，另一方面，鑄坯在加熱爐加熱時(shí)間比較短，中心部位偏析，Mn元素沒有完全進(jìn)入奧氏體組織中，在軋制過程中變形完全進(jìn)入奧氏體組織中，在軋制過程中變形內(nèi)應(yīng)力作用中心部位Mn元素偏析嚴(yán)重，導(dǎo)致與基體Fe的分離，產(chǎn)生鋼板內(nèi)部微裂紋，裂紋沿著MnS夾雜的邊沿?cái)U(kuò)展,導(dǎo)致鋼板超聲波探傷不合。通過掃描電鏡觀察可以看出，鋼中存在寬度約20μm、長度100μm的MnS夾雜。
改進(jìn)措施
1提高鋼水純凈度，減少非金屬夾雜物含量。
從掃描 電鏡、能譜儀分析結(jié)果看出，鋼板裂紋處主要以大型硫化物等非金屬夾雜物為主。所以在生產(chǎn)有探傷要求的鋼板時(shí)，為保證鋼水質(zhì)量，對(duì)鐵水進(jìn)行深脫硫，并加優(yōu)質(zhì)廢鋼，以減少外來夾雜物對(duì)鋼水純凈度的影響；另一方面強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)操作，提高終點(diǎn)控制水平，減少點(diǎn)吹次數(shù)，降低鋼水中的氧含量，從而降低鋼中夾雜物總量，保證LF爐埋弧良好，防止碳棒電離空氣污染鋼水。在保證生產(chǎn)節(jié)奏的前提下，對(duì)鋼水進(jìn)行真空脫氣處理。提高鋼水純凈度，減少夾雜物的含量。
2關(guān)注重點(diǎn)合金元素和鋼坯加熱工藝
從煉鋼工序開始, 在出鋼過程中時(shí)保證一次加入足量鈮鐵合金，采取煉鋼工序強(qiáng)化精煉設(shè)備的維護(hù)，同時(shí)在保證鑄機(jī)連續(xù)生產(chǎn)的前提下延長鋼水的軟吹時(shí)間，促進(jìn)鋼中夾雜物的上浮，避免LF爐處理后期補(bǔ)加；由于部分Nb等合金元素沒有充分固溶到基體中，沒有發(fā)揮出合金元素的作用，還造成鋼板微裂紋，應(yīng)控制鋼坯加熱溫度和時(shí)間，使鋼坯燒透，這樣既可促進(jìn)偏析元素的擴(kuò)散溶解，又不至于使鋼板組織中的奧氏體晶粒異常長大。保證鋼坯加熱時(shí)爐膛溫度在1170℃，加熱時(shí)間4h以上，使析出物充分固溶。
3改善連鑄坯質(zhì)量及軋鋼工藝
鋼水及連鑄坯質(zhì)量是產(chǎn)生探傷不合的內(nèi)在根本原因。尤其是連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量可直接影響探傷結(jié)果,強(qiáng)化連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量是提高探傷板合格率的有效手段。應(yīng)降低連鑄坯過熱度,采用連鑄末端動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)減輕連鑄坯的中心偏析;強(qiáng)化連鑄坯下線堆垛緩冷工藝,保證鑄坯堆冷48h,促使鋼中的向外擴(kuò)散。在軋鋼工序加大粗軋階段單道次壓下量，增加壓縮比，使變形充分滲透，起到焊合鑄坯中的疏松和顯微氣孔的作用，并合理控制軋制溫度，保證冷卻水配比合理，實(shí)現(xiàn)均勻冷卻，以減少鋼板內(nèi)部應(yīng)力，防止鋼板產(chǎn)生微裂紋，軋制后鋼板下線緩冷 24小時(shí)。
通過以上措施，鋼水中A、B、C、D類夾雜物均在1.0級(jí)以下，純凈度得到明顯提高；鑄坯中心偏析得到明顯改善；鑄坯中微小缺陷被充分焊合，探傷合格率提高30％。