我國冷拔無縫鋼管內(nèi)外探傷技術(shù)的基本知識

      在探傷技術(shù)領(lǐng)域，冷拔無縫鋼管是指外徑大于φ80mm的鋼管。冷拔無縫鋼管是石油、化工、熱力、鍋爐、機(jī)械液壓等行業(yè)重要用材。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國在“十一五”期間，冷拔無縫鋼管的需求量大幅度增加，并明顯呈現(xiàn)出大口徑化的發(fā)展趨勢。特別是對于要求耐腐蝕、抗擠壓的油井管和大口徑高壓鍋爐管及高質(zhì)量的石油裂化管、石油石化輸送管線管等，將隨著 對能源基礎(chǔ)設(shè)施投入的加大而成為需求的熱點(diǎn)。由此，保證產(chǎn)品出廠質(zhì)量的無損檢測提出了方法和技術(shù)上的新課題。
     水槽式超聲檢測是采用鋼管螺旋前進(jìn)式，超聲探頭固定不動。通過水槽和被檢鋼管的底部充分水耦合的特點(diǎn)，保證耦合層的厚度不變。但是因?yàn)槌曋饕獧z測內(nèi)部缺陷對表面和次表面缺陷存在盲區(qū)，導(dǎo)致無法檢測，再加上采用螺旋前進(jìn)式，對于12m長的鋼管需要占空間30m的場地等不足，一直影響鋼管檢測方法的選擇和。
    因此，國內(nèi)外對于冷拔無縫鋼管的探傷，一般采用漏磁法或水壓實(shí)驗(yàn)。在國內(nèi)，尚沒有性能良好的適合冷拔無縫鋼管的漏磁探傷設(shè)備出品，一旦使用即需要進(jìn)口。進(jìn)口漏磁探傷設(shè)備價(jià)格昂貴，對于國內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)難以接受;而水壓試驗(yàn)效率低、勞動強(qiáng)度大，特別是當(dāng)操作者責(zé)任心不高時(shí)，水壓檢驗(yàn)形同虛設(shè)。可見，實(shí)現(xiàn)冷拔無縫鋼管的探傷已經(jīng)成為冶金鋼管行業(yè)亟待解決的課題。
冷拔無縫鋼管的特點(diǎn)是直徑大，壁厚相對較厚，因此根據(jù)這一特點(diǎn)充分利用超聲檢測內(nèi)部和渦流檢測表面和次表面的特點(diǎn)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)“無盲區(qū)”探傷。通過采用“鋼管原地旋轉(zhuǎn)，檢測探頭前進(jìn)的組合方式”，不僅解決檢測問題，還解決縮小占用場地的空間。
在自動探傷中，提離效應(yīng)和穩(wěn)定耦合層對探傷的影響往往成為棘手的問題。在自動探傷中，提離效應(yīng)和穩(wěn)定耦合層是引起漏檢和誤報(bào)的主要原因。不管是漏檢或誤報(bào)，都影響檢測的可靠性。長期以來，在自動探傷的實(shí)際應(yīng)用中，由于提離波動引起檢測可靠性下降的問題或者由于水耦合層的厚度變化，一直是困擾著這種技術(shù)正常使用的“瓶頸”。
    通常，解決提離效應(yīng)的辦法主要有:探頭的機(jī)械跟蹤法、探頭線圈的橋式接法、改變檢測線圈LC回路的電容值和使用多頻檢測技術(shù)等。除機(jī)械跟蹤法外，其他的幾種解決辦法，通過改進(jìn)探頭和儀器來得以實(shí)現(xiàn)，但機(jī)械跟蹤只能改進(jìn)探頭架，來防止提離間隙的變化。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，探頭機(jī)械跟蹤法是常用的克服提離效應(yīng)影響的方法。常見的探頭機(jī)械跟蹤模式有兩種:一種，是采用輥輪限位與汽缸或彈簧頂推相結(jié)合的方法，使檢測探頭與被檢工件表面之間保持恒定距離。雖然這種方法對抑制提離效應(yīng)能起到較好的作用，但同時(shí)會使振動噪聲加大。另一種，采用探頭機(jī)械跟蹤的方式，是利用測距探頭及時(shí)地測量出檢測探頭提離間隙的波動情況，并用測距號來控制和驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)等動力裝置帶動檢測探頭動作，以保證探頭與被檢工件之間的間隙恒定。這種方法適用于板材或坯材等平面掃查探傷，缺點(diǎn)是由于機(jī)械動作的反應(yīng)速度比較慢，而且還比較復(fù)雜。
把探頭裝入一個(gè)探頭小車中，并采用二級彈簧頂推的方法使檢測探頭與被檢工件表面之間始終保持一定的距離。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，探頭的隨動性比較強(qiáng)，基本保證了探頭與被檢測鋼管表面之間的距離恒定，探傷也取得了較好的效果。通常，解決水耦合層的辦法主要有:固定水槽箱、穩(wěn)定水噴裝置。由于采用鋼管旋轉(zhuǎn)探頭前進(jìn)的方式，冷拔無縫鋼管的長度一般在10m左右。因此必須考慮采用穩(wěn)定水噴裝置，如增加流量口的直徑，降低流量口和鋼管的高度，減少水花。目前常規(guī)的解決辦法也只能這樣，但解決的效果是在可以接受范圍內(nèi)

精密冷拔無縫鋼管熱處理不同工藝的目的

      精密冷拔無縫鋼管是一種通過冷拔或熱軋?zhí)幚砗蟮囊环N高精密的無縫鋼管材料。由于冷拔精密無縫鋼管內(nèi)外壁無氧化層、承受高壓無泄漏、高精度、高光潔度、冷彎不變形、擴(kuò)口、壓扁無裂縫等有點(diǎn)，所以主要用來生產(chǎn)氣動或液壓 元件的產(chǎn)品，如汽缸或油缸，可以是無縫鋼管。
退火是將精密冷拔無縫鋼管加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或 者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。
  正火是將精密冷拔無縫鋼管加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對一些要求不高的零件作為終熱處理。
淬火是將精密冷拔無縫鋼管加熱保溫后，在水、油或其它無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后精密冷拔無縫鋼管變硬，但同時(shí)變脆。
為了降低精密冷拔無縫鋼管的脆性，將淬火后的精密冷拔無縫鋼管在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。
   《退火、正火、淬火、回火》是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。
     “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為無縫鋼管調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長時(shí)間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理。
      把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行，使精密冷拔無縫鋼管獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使精密冷拔無縫鋼管不氧化，不脫碳，保持處理后精密冷拔無縫鋼管表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。
      表面熱處理是只加熱精密冷拔無縫鋼管表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱精密冷拔無縫鋼管表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的精密冷拔無縫鋼管上給予較大的熱能，使精密冷拔無縫鋼管表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。
      化學(xué)熱處理是通過改變精密冷拔無縫鋼管表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分?；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
     熱處理是機(jī)械零件和工模具加工過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高精密冷拔無縫鋼管的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工