厚规格管线钢板探伤不合原因分析及改进措施
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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管线钢广泛应用于原油、成品油、天然气、城市管道煤气及水煤浆等物质的输送，其内部质量直接影响工程的安全性和可靠性。为保证管线钢产品质量，管线钢板生产厂也将无损探伤用于管线钢的质量保证。但是目前，国内外对管线钢板探伤缺陷的研究还大都集中在冶炼和轧制工艺对合格率的影响以及造成探伤不合格的钢种缺陷方面，对高级别管线钢针对性研究还较少，而这一方面的研究对高级别管线钢的产品质量和合同兑现率又具有指导意义。本文通过金相、扫描及能谱等分析手段，对引起厚规格X70管线钢探伤不合的原因进行深入分析，并提出了解决此类问题应采取的工艺措施。
缺陷的表现形式
X70管线钢板探伤不合主要有两种表现形式，一种是在距钢板边部100-150mm左右、沿着钢板轧制方向呈间断不连续分布的缺陷，可以通过切边解决，但容易造成钢板宽度不合而改判；另一种是分布在钢板宽度四分之一部位的点状密集缺陷。缺陷在钢板上呈点状、长条状等多种形式，其主要类型是偏析和裂纹，这两种缺陷有时单独、有时同时在钢板上出现。
裂纹起源处同时存在MnS条状夹杂物，其原因一方面是钢水在凝固末期由于选分结晶作用，Mn、S元素在铸坯中心富集形成MnS夹杂物，另一方面，铸坯在加热炉加热时间比较短，中心部位偏析，Mn元素没有完全进入奥氏体组织中，在轧制过程中变形完全进入奥氏体组织中，在轧制过程中变形内应力作用中心部位Mn元素偏析严重，导致与基体Fe的分离，产生钢板内部微裂纹，裂纹沿着MnS夹杂的边沿扩展,导致钢板超声波探伤不合。通过扫描电镜观察可以看出，钢中存在宽度约20μm、长度100μm的MnS夹杂。
改进措施
1提高钢水纯净度，减少非金属夹杂物含量。
从扫描 电镜、能谱仪分析结果看出，钢板裂纹处主要以大型硫化物等非金属夹杂物为主。所以在生产有探伤要求的钢板时，为保证钢水质量，对铁水进行深脱硫，并加优质废钢，以减少外来夹杂物对钢水纯净度的影响；另一方面强化现场操作，提高终点控制水平，减少点吹次数，降低钢水中的氧含量，从而降低钢中夹杂物总量，保证LF炉埋弧良好，防止碳棒电离空气污染钢水。在保证生产节奏的前提下，对钢水进行真空脱气处理。提高钢水纯净度，减少夹杂物的含量。
2关注重点合金元素和钢坯加热工艺
从炼钢工序开始, 在出钢过程中时保证一次加入足量铌铁合金，采取炼钢工序强化精炼设备的维护，同时在保证铸机连续生产的前提下延长钢水的软吹时间，促进钢中夹杂物的上浮，避免LF炉处理后期补加；由于部分Nb等合金元素没有充分固溶到基体中，没有发挥出合金元素的作用，还造成钢板微裂纹，应控制钢坯加热温度和时间，使钢坯烧透，这样既可促进偏析元素的扩散溶解，又不至于使钢板组织中的奥氏体晶粒异常长大。保证钢坯加热时炉膛温度在1170℃，加热时间4h以上，使析出物充分固溶。
3改善连铸坯质量及轧钢工艺
钢水及连铸坯质量是产生探伤不合的内在根本原因。尤其是连铸坯内部质量可直接影响探伤结果,强化连铸坯内部质量是提高探伤板合格率的有效手段。应降低连铸坯过热度,采用连铸末端动态轻压下技术减轻连铸坯的中心偏析;强化连铸坯下线堆垛缓冷工艺,保证铸坯堆冷48h,促使钢中的向外扩散。在轧钢工序加大粗轧阶段单道次压下量，增加压缩比，使变形充分渗透，起到焊合铸坯中的疏松和显微气孔的作用，并合理控制轧制温度，保证冷却水配比合理，实现均匀冷却，以减少钢板内部应力，防止钢板产生微裂纹，轧制后钢板下线缓冷 24小时。
通过以上措施，钢水中A、B、C、D类夹杂物均在1.0级以下，纯净度得到明显提高；铸坯中心偏析得到明显改善；铸坯中微小缺陷被充分焊合，探伤合格率提高30％。