厚規格管線鋼板探傷不合原因分析及改進措施
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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管線鋼廣泛應用于原油、成品油、天然氣、城市管道煤氣及水煤漿等物質的輸送，其內部質量直接影響工程的安全性和可靠性。為保證管線鋼產品質量，管線鋼板生產廠也將無損探傷用于管線鋼的質量保證。但是目前，國內外對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合格率的影響以及造成探傷不合格的鋼種缺陷方面，對高級別管線鋼針對性研究還較少，而這一方面的研究對高級別管線鋼的產品質量和合同兌現率又具有指導意義。本文通過金相、掃描及能譜等分析手段，對引起厚規格X70管線鋼探傷不合的原因進行深入分析，并提出了解決此類問題應采取的工藝措施。
缺陷的表現形式
X70管線鋼板探傷不合主要有兩種表現形式，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狀密集缺陷。缺陷在鋼板上呈點狀、長條狀等多種形式，其主要類型是偏析和裂紋，這兩種缺陷有時單獨、有時同時在鋼板上出現。
裂紋起源處同時存在MnS條狀夾雜物，其原因一方面是鋼水在凝固末期由于選分結晶作用，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間比較短，中心部位偏析，Mn元素沒有完全進入奧氏體組織中，在軋制過程中變形完全進入奧氏體組織中，在軋制過程中變形內應力作用中心部位Mn元素偏析嚴重，導致與基體Fe的分離，產生鋼板內部微裂紋，裂紋沿著MnS夾雜的邊沿擴展,導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。所以在生產有探傷要求的鋼板時，為保證鋼水質量，對鐵水進行深脫硫，并加優質廢鋼，以減少外來夾雜物對鋼水純凈度的影響；另一方面強化現場操作，提高終點控制水平，減少點吹次數，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。在保證生產節奏的前提下，對鋼水進行真空脫氣處理。提高鋼水純凈度，減少夾雜物的含量。
2關注重點合金元素和鋼坯加熱工藝
從煉鋼工序開始, 在出鋼過程中時保證一次加入足量鈮鐵合金，采取煉鋼工序強化精煉設備的維護，同時在保證鑄機連續生產的前提下延長鋼水的軟吹時間，促進鋼中夾雜物的上浮，避免LF爐處理后期補加；由于部分Nb等合金元素沒有充分固溶到基體中，沒有發揮出合金元素的作用，還造成鋼板微裂紋，應控制鋼坯加熱溫度和時間，使鋼坯燒透，這樣既可促進偏析元素的擴散溶解，又不至于使鋼板組織中的奧氏體晶粒異常長大。保證鋼坯加熱時爐膛溫度在1170℃，加熱時間4h以上，使析出物充分固溶。
3改善連鑄坯質量及軋鋼工藝
鋼水及連鑄坯質量是產生探傷不合的內在根本原因。尤其是連鑄坯內部質量可直接影響探傷結果,強化連鑄坯內部質量是提高探傷板合格率的有效手段。應降低連鑄坯過熱度,采用連鑄末端動態輕壓下技術減輕連鑄坯的中心偏析;強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，實現均勻冷卻，以減少鋼板內部應力，防止鋼板產生微裂紋，軋制后鋼板下線緩冷 24小時。
通過以上措施，鋼水中A、B、C、D類夾雜物均在1.0級以下，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％。