熱煨彎管煨制過(guò)程中停機(jī)缺陷的判斷分析

韓艷冬，李新俊

（1.中油管道物資裝備總公司，河北廊坊 065000；2.中油朗威工程項(xiàng)目管理有限公司，河北廊坊 065000）

熱煨彎管煨制過(guò)程中停機(jī)缺陷的判斷分析

韓艷冬1，李新俊2

（1.中油管道物資裝備總公司，河北廊坊 065000；2.中油朗威工程項(xiàng)目管理有限公司，河北廊坊 065000）

因?yàn)闊犰袕澒艿撵兄七^(guò)程只是監(jiān)造工作的巡檢點(diǎn)，因此對(duì)于熱煨彎管可能出現(xiàn)的停機(jī)缺陷，只能在熱煨彎管成型后的最終驗(yàn)收階段進(jìn)行判斷。文章闡明了熱煨彎管煨制過(guò)程的停機(jī)形成原因以及彎管存在停機(jī)缺陷的危害性，論述了通過(guò)觀察彎管出現(xiàn)的皺褶、彎管內(nèi)壁存在的停機(jī)痕跡及金相檢測(cè)，判斷熱煨彎管煨制過(guò)程中是否存在停機(jī)缺陷的方法。

熱煨彎管；停機(jī)缺陷；判斷方法

0 引言

熱煨彎管就是以感應(yīng)加熱方式煨制成型的碳鋼或低合金鋼無(wú)縫或焊制鋼管。熱煨彎管以其成熟的工藝，優(yōu)質(zhì)的性能，在長(zhǎng)輸管道上得到了廣泛應(yīng)用，成為最重要的線路施工物資。

在Q/SY GJX 111-2010《油氣輸送管道感應(yīng)加熱彎管通用技術(shù)條件》、ISO 15590-1-2004《石油天然氣工業(yè)——管道輸送系統(tǒng)用感應(yīng)加熱彎管、管件和閥門——第1部分：感應(yīng)加熱彎管》以及SY/T 5257-2004《油氣輸送用鋼制彎管》等標(biāo)準(zhǔn)中，都有 “彎管制造過(guò)程中彎制應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，不允許中斷”的規(guī)定，但是卻沒(méi)有如何判斷停機(jī)的說(shuō)明及依據(jù)。本文在查閱了相關(guān)技術(shù)資料后，結(jié)合了生產(chǎn)監(jiān)造的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出了對(duì)停機(jī)的判斷分析說(shuō)明。

1 彎制過(guò)程停機(jī)的原因

彎管的煨制工藝 （感應(yīng)加熱彎管）其實(shí)是一種連續(xù)的局部淬火整體成型工藝，其主要由中頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)及推制系統(tǒng)三個(gè)部分組成（注：部分口徑比較大的推制機(jī)在電感線圈后還有一套與電感線圈平行的高壓口氣圈，目的是為了防止反水）。

在熱煨推制過(guò)程中可能造成停機(jī)的情況有以下幾種：

（1）中頻系統(tǒng)故障。

（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)故障。

（3）推制系統(tǒng)故障。

（4） 停電。

前三種故障停機(jī)屬于局部故障造成的停機(jī)，而停電造成的停機(jī)是彎管煨制過(guò)程中比較常見，也是最難預(yù)防的一種情況。

2 停機(jī)給彎管質(zhì)量帶來(lái)的危害

停機(jī)會(huì)對(duì)彎管的理化性能產(chǎn)生很大的影響，對(duì)彎管的質(zhì)量可能造成嚴(yán)重危害。

2.1 造成超標(biāo)的褶皺

熱煨推制的局部淬火工藝會(huì)導(dǎo)致彎管縮頸，假若停機(jī)后再?gòu)耐C(jī)位置繼續(xù)推制的話，就會(huì)對(duì)停機(jī)部位重復(fù)加熱，從而導(dǎo)致此處的縮頸量大于兩邊，出現(xiàn)褶皺，一般情況下會(huì)超標(biāo)。

2.2 可能造成過(guò)熱甚至過(guò)燒

過(guò)熱。鋼被加熱到Ac3（相變實(shí)際溫度）以上某一溫度，隨著奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，在粗大的奧氏體晶界上，發(fā)生了化學(xué)成分的明顯變化 （主要是硫的偏析）。在冷卻時(shí)，或者在原始奧氏體晶界上保持了硫的偏析，或者產(chǎn)生了第二相 （主要是硫化物）質(zhì)點(diǎn)的網(wǎng)狀沉積，導(dǎo)致晶界脆化，使鋼的拉伸塑性和沖擊韌性明顯降低。

過(guò)燒。鋼被加熱到接近固相線或固—液兩相溫度范圍內(nèi)的某一溫度后，在十分粗大的奧氏體晶界上不僅發(fā)生了化學(xué)成分的明顯變化 （主要是硫和磷的偏析），而且局部或整個(gè)晶界出現(xiàn)了燒熔現(xiàn)象，從而在晶界上形成了富硫、磷的液相。在隨后的冷卻過(guò)程中，晶界上產(chǎn)生了富硫、磷的燒熔層，并伴隨著形成的硫化物、磷化鐵等脆性相的沉積，晶界嚴(yán)重弱化，從而極大地降低了鋼的拉伸塑性和沖擊韌性。

總結(jié)成一句話就是：過(guò)熱使晶粒度粗大，過(guò)燒使晶界氧化。

在X60~X70材質(zhì)的彎管煨制過(guò)程中，加熱溫度一般控制在940~1 020℃之間，如果在煨制過(guò)程中控制不好，就可能造成金屬的過(guò)熱或過(guò)燒，尤其在停機(jī)的情況下更有可能造成過(guò)熱或過(guò)燒。如果推進(jìn)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，就會(huì)導(dǎo)致彎管總停在同一位置，電感線圈長(zhǎng)時(shí)間在同一位置加熱，必然會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱或者過(guò)燒。由于X70材質(zhì)的鋼材在1 100℃以上就開始出現(xiàn)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的過(guò)熱現(xiàn)象，一般的標(biāo)準(zhǔn)要求晶粒度在6級(jí)以上，而出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象后晶粒度可能會(huì)出現(xiàn)1級(jí)甚至更粗大，嚴(yán)重影響彎管的塑性和沖擊韌性，所以在煨制過(guò)程中一定不能出現(xiàn)停機(jī)的情況，一旦出現(xiàn)必須報(bào)廢。

3 停機(jī)的判斷

在熱煨彎管監(jiān)造過(guò)程中，熱煨推制工序?qū)儆谘矙z點(diǎn)，以現(xiàn)有的監(jiān)造人員配置，還不能完全進(jìn)行人員跟班旁站監(jiān)督。在利益的驅(qū)使下，有些彎管生產(chǎn)廠不能嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)范要求，有可能把一些有過(guò)停機(jī)缺陷的彎管放行。作為監(jiān)造人員在進(jìn)行巡檢和最終成品檢測(cè)時(shí)就應(yīng)該具備識(shí)別和判斷停機(jī)缺陷的能力。在實(shí)際操作中就如何判斷停機(jī)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

3.1 出現(xiàn)單個(gè)的褶皺

因?yàn)橥七M(jìn)系統(tǒng)和中頻系統(tǒng)不穩(wěn)定也會(huì)出現(xiàn)褶皺，而這種褶皺只要在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)才可視為合格，所以必須區(qū)分這種褶皺和停機(jī)褶皺的不同。一般來(lái)講，停機(jī)造成的褶皺和由于推進(jìn)系統(tǒng)或中頻系統(tǒng)不穩(wěn)定造成的缺陷有著明顯的區(qū)別，其一，停機(jī)褶皺是單個(gè)出現(xiàn)的，而其他情況的褶皺則是連續(xù)出現(xiàn)的；其二，停機(jī)褶皺一般呈環(huán)狀出現(xiàn)，內(nèi)弧和外弧沒(méi)有明顯區(qū)別，而一般的褶皺則內(nèi)弧比外弧明顯。

3.2 觀察內(nèi)壁存在的停機(jī)痕跡

如果是停機(jī)的話，除了在外壁上會(huì)留下褶皺的痕跡外，在內(nèi)壁上也會(huì)留下一個(gè)和加熱線圈寬度相同的環(huán)形 “黑帶”，這主要是因?yàn)槿绻C(jī)重啟的話，電感線圈要加熱到指定的溫度就需要在同一位置停留大概2 min左右，直至管體出現(xiàn)均勻的紅圈推進(jìn)系統(tǒng)才開啟，所以只要是停機(jī)重新啟動(dòng)，那么這個(gè)部位就會(huì)留下與起弧端過(guò)渡區(qū)域留下的相同的痕跡。綜上所述，內(nèi)壁留下的環(huán)狀 “黑帶”也是判斷是否停機(jī)的重要依據(jù)。

3.3 金相檢測(cè)驗(yàn)證是否停機(jī)

一般熱煨彎管技術(shù)協(xié)議里不要求對(duì)彎管進(jìn)行金相檢測(cè)，但是在進(jìn)行巡檢或者最終成品檢測(cè)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有疑似停機(jī)的跡象，可以要求生產(chǎn)廠進(jìn)行金相檢測(cè)，以判斷彎管煨制過(guò)程中是否停機(jī)。因?yàn)橥C(jī)造成的主要缺陷是過(guò)熱或過(guò)燒，過(guò)熱的金相一般晶粒度粗大且小于6級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，而過(guò)燒的金相則是晶界被氧化而無(wú)法顯示晶界，所以金相檢測(cè)也是判斷是否停機(jī)的方法。

總之，在彎管煨制過(guò)程中，生產(chǎn)廠要及時(shí)做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，降低設(shè)備故障率，避免停機(jī)情況的發(fā)生。監(jiān)造人員也要不斷地提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)，努力學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)知識(shí)，學(xué)會(huì)分析判斷各種原因造成的不合格彎管，要完全杜絕有質(zhì)量缺陷的彎管出廠。

[1]Q/SYGJX111-2010，油氣輸送管道感應(yīng)加熱彎管通用技術(shù)條件[S].

Judgement of Bend Defects Induced by Stop of Hot Bending Machine

HAN Yan-dong（China Petroleum Pipeline Materials and Equipment Co.,Langfang 065000,China）,LI Xin-jun

Possible bend defects induced by stop of a hot bending machine are judged only at the final check stage when the bend has been shaped.The reason of the machine stop and harmfulness of the bend defects caused by the machine stop are illustrated.The judgement methods of such bend defects are discussed,which are to observe goffers on the bend and the marks on internal bend wall related to machine stop as well as to conduct metallographic examination.

hot bending pipe;defect induced by machine stop;judgement method;harmfulness

TE973.3

B

1001－2206（2011）03－0076－02

韓艷冬 （1978-），男，天津人，工程師，2002年畢業(yè)于天津理工大學(xué)，從事管道工程物資采購(gòu)及工程項(xiàng)目管理工作。

2010-11-16