無縫鋼管缺陷及預防措施
無縫鋼管的質(zhì)量要求
1、無縫鋼管質(zhì)量要求
1.1、化學成分
對有害化學元素As Sn Sb Bi Pb 和氣體N H O等含量提出了要求，為了提高鋼中化學成分的均勻性和鋼的純凈度，減少管坯的非金屬夾雜物并改善其分布狀態(tài)，常常采用爐外精煉設(shè)備對鋼水進行精煉，甚至采用電渣爐對管坯進行重熔精煉。
1.2、尺寸精度和外形
無縫鋼管的幾何尺寸主要包括鋼管的外徑、壁厚、橢圓度、長度、彎曲度、管端面切斜度、坡口角度和鈍邊，異性鋼管的橫截面尺寸等。
1.3、表面質(zhì)量
標準中規(guī)定了無縫鋼管的“表面光潔”的要求。常見的缺陷有：裂紋、發(fā)紋、內(nèi)折、外折、軋破、內(nèi)直道、外直道、離層、結(jié)疤、凹坑、凸包、麻坑(麻面)、刮傷(擦傷)、內(nèi)螺旋道、外螺旋道、青線、矯凹、輥印等。其中裂紋、內(nèi)折、外折、軋破、離層、結(jié)疤、凹坑、凸包等位危險缺陷；鋼管的麻面、青線、擦傷、輕微的內(nèi)外直道、輕微的內(nèi)外螺旋、矯凹、輥印為一般性缺陷。
1.4、物理化學性能
包括常溫下的力學性能和一定溫度下的力學性能(熱強性能和低溫性能)和抗腐蝕性能(如抗氧化、抗水蝕、抗酸堿等性能)一般情況下取決于鋼的化學成分、組織性能和鋼的純凈度以及鋼的熱處理方式等。有些情況下，鋼管的軋制溫度和變形程度也會對鋼管的性能產(chǎn)生影響。
1.5、工藝性能
包括鋼管的擴口、壓扁、卷邊、彎曲、環(huán)拉和焊接性能。
1.6、金相組織
包括鋼管的低倍組織和高倍組織。
1.7、特殊要求
在用戶使用鋼管時提出的標準以外的要求。
2、無縫鋼管質(zhì)量檢查方法與儀器和設(shè)備
2.1、化學成分分析
可以采用儀器分析法和化學分析法。用于化學分析的試樣分熔煉試樣、錠鉆屑試樣、管材試樣。熔煉試樣一般采用儀器分析法、管材成品試樣采用化學分析法和一起分析法。
常用的化學分析儀器主要是：紅外碳硫儀、直讀光譜儀、X射線熒光光譜儀等。
2.2、尺寸及外形檢測
檢查內(nèi)容主要包括：壁厚、外徑、長度、彎曲度、橢圓度、端口坡度及鈍邊角度和異形鋼管橫截面形狀等。
2.3表面質(zhì)量檢測
人工肉眼檢查和無損探傷檢查。無損檢測的方法有很多如：超聲波探傷、渦流探傷、磁粉探傷、漏磁探傷、電磁超聲波探傷和滲透探傷等。每種方法各有優(yōu)缺點：
適合檢測鋼管表面或者近表面：渦流探傷、磁粉探傷、漏磁探傷、滲透探傷。其中滲透探傷于鋼管表面開口缺陷的檢查。磁粉探傷、漏磁探傷、渦流探傷僅于鐵磁性材料檢查。渦流探傷對點狀缺陷比較敏感，其他探傷對裂紋敏感。而超聲波探傷對對鋼管表面檢測反應(yīng)比較迅速，對鋼管內(nèi)部定性分析尚存在一定的困難，并且超聲波檢查還受到鋼管的形狀和晶粒度的限制。
2.4化學性能檢測
常溫或者一定溫度下的力學性能實驗(拉伸實驗、韌性實驗、硬度試驗)，液壓試驗以及腐蝕試驗(晶間腐蝕試驗、抗氫開裂實驗-HIC、抗硫化物應(yīng)力開裂實驗-SSCC)。
2.5 鋼管工藝性能試驗
包括壓扁實驗、環(huán)拉實驗、擴口和卷邊實驗、彎曲實驗。
2.6金相分析
包括低倍和高倍檢查。
2.7石油管螺紋參數(shù)檢測
包括接箍紋檢測、管體螺紋檢測以及管體與接箍擰緊后的檢測。
管坯質(zhì)量缺陷其及預防
連鑄圓管坯一般采用立式連鑄機、弧形連鑄機和水平連鑄機生產(chǎn)。立式連鑄機和弧形連鑄機的生產(chǎn)的管坯的直徑較大，而水平連鑄機的生產(chǎn)的員管坯規(guī)格較小。
連鑄生產(chǎn)管坯的優(yōu)點如下：
a、工藝簡化
b、收得率高
c、生產(chǎn)條件改善
d、節(jié)約能源
2.1、管坯標準簡介
包括《連鑄管坯標準》和《軋制管坯標準》
管坯缺陷的檢查和清理
缺陷檢查：
一般采用肉眼檢查。對表面質(zhì)量要求比較高，而且氧化鐵皮比較厚的氧化鐵皮比較厚的管坯，檢查前可以采用酸洗或者噴丸處理將管坯表面氧化鐵皮去除，是表面缺陷裸露出來，便于目視檢查。
目視檢查室的，但是其可靠性查。還可以采用磁感應(yīng)探傷的方法檢查管坯表面及表層的缺陷。電磁感應(yīng)探傷的方法有很多，比如有：干熒光磁粉探傷法、渦流探傷法、電磁探傷法。
管坯的低倍組織檢查一般采用硫印法和酸浸法。硫印檢驗是用相紙顯示試樣上的硫偏析。它可以顯示管坯中的裂紋、偏析、低倍組織、夾雜分布。酸浸法是選用不同的腐蝕藥、劑，對管坯缺陷和鋼基體進行浸蝕由于管坯缺陷和鋼基體的浸蝕程度不同，使原本難以鑒別的細小尺寸的管坯缺陷都可以顯示出來。
缺陷的清理：
火焰清理、風鏟清理、手動砂輪清理和自動砂輪清理、車削和砂帶清理
管坯的外形形狀缺陷
管坯的直徑橢圓度超差、鋼錠尺寸超差和端面切斜度超差等。
2.4、管坯的表面質(zhì)量缺陷
常見的表面缺陷有：表面裂紋、結(jié)疤、氣孔(針眼)、重皮、凹坑、溝槽、耳子等。
連鑄圓管坯縱向裂紋的原因如下：
a、水口和結(jié)晶器不對中而產(chǎn)生的偏流對管坯凝固坯殼的沖刷；
b、保護渣融化不良，液渣層過后活過薄，導致渣膜薄厚不均，使管坯凝固殼過薄；
c、結(jié)晶器液面振動；
d、鋼中的S P含量，S>0.02%,P>0.017%時，鋼的高溫強度和塑性明顯降低，管坯表面發(fā)生縱裂的趨勢增大；
e、鋼中的C含量，在0.12-0.17%時，管坯的表面發(fā)生縱裂的傾向增大；
防止連鑄圓管坯產(chǎn)生表面縱裂紋的措施主要有以下幾個方面：
保證水口和結(jié)晶器對中；
結(jié)晶器波面振動要在±10mm以內(nèi)；
確保合適的浸入式水口插入度；
采用合適的結(jié)晶器錐度；
結(jié)晶器與二次冷卻區(qū)上部對弧要準；
選擇性能優(yōu)異的保護渣；
采用熱頂結(jié)晶器。
管坯橫裂紋位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處，通常是隱藏看不見的。橫裂紋產(chǎn)生的原因大體包括以下幾個方面：
振痕太深是連鑄管坯橫裂紋的發(fā)源地
鋼中的Al Nb 含量增加，促使質(zhì)點(AlN)在晶界沉淀，誘發(fā)連鑄圓管坯橫裂紋產(chǎn)生。
連鑄管坯在脆性溫度900-700°C時矯直
二次冷卻強度過大
防止連鑄圓管坯產(chǎn)生表面橫裂紋大方法如下：
結(jié)晶器采用高頻率、小振幅的以減小鑄內(nèi)弧的振痕深度；
二次冷卻區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻制度，以確保矯直時連鑄管坯的表面溫度大于900°C；
確保結(jié)晶器的液面穩(wěn)定；
采用潤滑性能良好、黏度較低的保護渣。
連鑄圓管坯的表面網(wǎng)狀裂紋只有在酸洗完后才可以看的見其產(chǎn)生原因如下：
高溫鑄坯吸收了結(jié)晶器的銅，而銅變成液體之后在沿奧氏體晶界滲透；
表面鐵皮的選擇性氧化使鋼中的殘余元素(Cu Sn)殘留在管坯表面并沿晶界滲透而形成裂紋；
防止連鑄圓管坯的表面網(wǎng)狀裂紋產(chǎn)生方法：
結(jié)晶器表面鍍鉻或Ni以增強其表面硬度
采用合適的二次冷卻水量
控制鋼中的殘余元素
控制Mn/S值
結(jié)疤和重皮缺陷
管坯的結(jié)疤和重皮缺陷是指管坯表面未與基體金屬*結(jié)合的金屬片層。鋼錠和軋制圓坯的結(jié)疤和重皮缺陷相比連鑄坯較多，主要是由于皮下氣泡、非金屬夾雜物的連鑄坯或鋼錠經(jīng)軋制后皮下氣泡和非金屬夾雜物不但沒有焊合，反被軋破而與基體金屬分開造成的。
嚴重的結(jié)疤和重皮缺陷會導致鋼管表面無規(guī)律分布的片狀外折。一般是比較大，但是深度不是很深，可以通過修磨將其清除。
管坯氣孔
一般比較小，常常是因為鋼液在澆鑄過程中皮下氣泡破裂在管坯的表面形成的一些小孔。鋼錠和連鑄坯上的氣孔比連鑄坯多。氣孔一旦存在，即表明鋼中的氣體含量比較高。
管坯的凹坑和溝槽
存在于管坯的表面，連鑄圓管坯的凹坑和溝槽的產(chǎn)生存在以下兩方面的原因：
鑄坯在結(jié)晶過程中產(chǎn)生的，與結(jié)晶器的錐度太大和二冷區(qū)的不均勻冷卻有關(guān)；
鑄坯在沒有*冷卻時，管坯表面收到機械碰撞或者劃傷造成的。
軋制圓管坯的凹坑和溝槽主要是由于軋制變形工具盒運輸工具造成的。凹坑呈點狀分布，溝槽呈縱向連續(xù)或斷續(xù)分布。
管坯的耳子
鋼錠和連鑄圓坯的“耳子”并不突出。只有軋制圓坯才會出現(xiàn)“耳子”。帶有“耳子”的管坯在斜軋穿孔過程中極易造成毛管表面的螺旋狀外折。當采用多邊形圓鋼錠時就相當于鋼錠表面存在多根“耳子”，穿孔毛管也會產(chǎn)生螺旋狀外折。
5、管坯的低倍組織缺陷
連鑄圓管坯低倍組織主要由三個區(qū)組成：靠外表層的等軸細晶區(qū)、像樹枝狀的晶體組成的柱狀晶區(qū)、中心是粗大的的等軸晶區(qū)
連鑄圓坯的低倍組織缺陷對管坯的加工性能、力學性能和鋼管質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。常見的低倍組織缺陷有：管坯皮下氣泡、疏松、縮孔、皮下裂紋、中心裂紋、組織偏析等。
管坯的皮下氣泡：存在連鑄坯表面的附近，形態(tài)為橢圓形。一般認為鋼水脫氧不足是管坯皮下氣泡產(chǎn)生的主要原因。一般需要對保護渣、鐵合金、鋼包、中間包進行烘烤、注流采用保護澆注。對于要求更高的鋼種，還要采用爐外精煉的方法對鋼水進行脫氣。存在皮下氣泡的連鑄圓管坯，在加熱爐加熱時氣泡內(nèi)表面會被氧化，軋后無法焊合就會形成鋼管表面缺陷。
管坯皮下裂紋：存在于連鑄圓管坯和的柱狀晶區(qū)和表面細晶區(qū)的過渡附近。距離管坯表面3-10mm范圍內(nèi)。只要此裂紋不貫通到外表面，就不會被氧化，在軋制壓力的作用下會焊合。一般不會產(chǎn)生嚴重的表面質(zhì)量。
中間裂紋和中心裂紋：存在于連鑄圓坯的柱狀晶區(qū)，一般來講中間裂紋的方向和柱狀晶的方向是一致的。有研究表明，連鑄管坯的中間裂紋和中心裂紋是造成無縫鋼管內(nèi)折的主要原因。穿孔時，管坯再由軋輥和導向工具所組成橢圓孔型中受到反復拉壓應(yīng)力的作用，其中間裂紋或中心裂紋得到擴張或氧化，由此而會產(chǎn)生鋼管內(nèi)折。連鑄圓坯的中心裂紋或者中間裂紋擴張以后而形成的鋼管內(nèi)折，一般較深，常常會造成鋼管廢品。(其形成機理比較復雜，詳情請看《無縫鋼管缺陷與預防》-40頁)
管坯的疏松與縮孔：存在于管坯中心的部分的等軸晶區(qū)內(nèi)。管坯疏松是因為鑄坯在凝固的過程中的超前的晶粒作用，液態(tài)金屬運動基于向凝固方向冷卻產(chǎn)生收縮受到阻礙，或者是管坯液態(tài)部分下沉的晶粒妨礙鑄坯的補縮形成的。當疏松達到一定程度的時候，鑄坯就會出現(xiàn)縮孔。其分布狀態(tài)為在管坯中不連續(xù)分布。分布密度比較均勻、彌散度較高的連鑄管坯中心疏松，對斜軋穿孔過程不但沒有危害，反而是有利的。北京科技大學朱景清教授通過實驗已經(jīng)證明該點。并且，在頂頭鼻部前端有一個5mm的金屬帶，此金屬將開裂的管坯中心與頂頭分開，從而避免了內(nèi)折 和裂紋的缺陷。
管坯的偏心：包括組織偏析、成分偏析和結(jié)晶區(qū)域偏析等。存在穿晶的連鑄管坯必須報廢，不允許投放軋管。
管坯的顯微組織缺陷
一般來講，管坯標準沒有對管坯的標準進行規(guī)定，但是對于有特殊要求的合金鋼管、高合金鋼管管坯的顯微組織則有相應(yīng)的要求。這些要求只要是體現(xiàn)在管坯的成分、管坯的成分和組織均勻性以及非金屬夾雜物的含量和分布形態(tài)上。
當管坯中含有As 、Pb、Sn、Bi等有害元素時，由于這些元素幾乎*不溶于結(jié)晶區(qū)的晶內(nèi)分布上在晶界上，管坯加熱到一定的溫度后，這些比鋼熔點低得多的元素就先期開始熔化，從而削弱了晶粒間的，在管坯熱變形時就容易產(chǎn)生金屬破裂，從而產(chǎn)生大量的質(zhì)量缺陷。當管坯的成分和組織不均勻并且產(chǎn)生嚴重的偏析時，會使鋼管出現(xiàn)嚴重的帶狀組織，從而嚴重影響鋼管的力學性能和耐蝕性能。管坯的夾雜物含量太多，特別是呈簇狀分布并形成大型夾雜物之后，不僅會嚴重影響鋼管的性能，而且可能會使鋼管在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生裂紋。
鋼中的有害元素，往往是因為冶煉技術(shù)或者成本的原因使其很難在鋼水中去除。電爐煉鋼時，廢鋼的有害元素往往會更高。鋼的冶煉一般采用精料的方針。
管坯的成分和偏析往往是因為鋼水的冶煉時間不夠(往往使用*電爐煉鋼時更加突出) 或者是因為鋼水的攪拌效果不好。當冶煉合金鋼的時候，尤其是冶煉高合金鋼，可以將鐵合金先在工頻爐中熔化，再將其加入到精煉爐而不是直接將鐵合金加入到精煉爐。可以縮短鋼水在精煉爐中的冶煉時間，又有利于鋼水的成分均勻化。
管坯的非金屬夾雜物是不可避免的。它是鋼中的鐵和氧、硫、氮等作用形成的化合物；也有可能是煉鋼和澆注是混入的耐火材料碎片。Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。金屬夾雜物的存在會導致金屬塑性變差，使鋼在加工時變形不一致或者導致鋼管開裂。鋼中的非金屬夾雜物的包括內(nèi)生非金屬夾雜物和外來非金屬夾雜物。內(nèi)生的非金屬夾雜物是鋼水脫氧、二次氧化或者鋼液冷卻和凝固過程中造成的。主要有以下三個來源
加入脫氧劑后形成的脫氧產(chǎn)物，裸露的鋼液被大氣氧化和被耐火材料氧化而生成的二次氧化物；
來源耐火材料的夾雜物，它是由于耐火材料渣線或者內(nèi)襯受到化學腐蝕或者機械侵蝕而生成的產(chǎn)物；
卷渣產(chǎn)生的夾雜物，它是因為渣-鋼界面上的鋼水流速較大以及渣的乳化而使液態(tài)的渣滴入鋼液中。
抑制鋼液漩渦的方法：
優(yōu)化鋼水出口的擋渣結(jié)構(gòu)；
在鋼水出口附近插入擋板；
臨時關(guān)閉鋼水出口，可以有效抑制漩渦；
吹起，可以延遲鋼液漩渦的產(chǎn)生
防止鋼水的二次氧化主要是控制爐渣對鋼水的二次氧化；控制氣氛防止鋼水的二次氧化；看著耐火材料對鋼水的二次氧化等。
采用鋼包精煉技術(shù)和中間包冶金技術(shù)可以減少鋼中的非金屬夾雜。所有的鋼包精煉爐，均具有去除非金屬夾雜的功能。其主要功能是通過脫氣 減少鋼水的二次氧化，并且在精煉過程中有足夠的時間使鋼液中的非金屬夾雜上浮進入渣中。
管坯加熱缺陷及其預防
熱軋無縫鋼管，從管坯到產(chǎn)品鋼管一般需要兩次加熱，即管坯穿孔前加熱和軋后荒管在定徑前的加熱；生產(chǎn)冷軋(拔)鋼管時，需要采用中間退火來消除殘余應(yīng)力；對于一些特殊要求的鋼管，為了提高鋼管的力學性能和改善鋼管組織及工藝性能，還要對其進行熱處理。
常見的管坯(鋼管)加熱缺陷有管坯加熱不均、氧化、脫碳、加熱裂紋、過熱過燒。
加熱爐爐型及其特點
穿孔前的管坯加熱，其目的是提高鋼的塑性；降低鋼的變形抗力；為軋管提供良好的金相組織。管坯加熱爐主要有環(huán)形加熱爐、步進式加熱爐、斜底式加熱爐和車底式加熱爐。
定徑前的荒管再加熱，其目的在于升高和均勻荒管的溫度，提高鋼的塑性，控制其金相組織，為荒管定徑創(chuàng)造有利條件，并保證鋼管的力學性能。常見的加熱爐有步進式再加熱爐、連續(xù)式輥底式再加熱爐、斜底式在加熱爐、電感式再加熱爐。
冷軋(拔)的再加熱主要是為了消除加工硬化，降低變形抗力。常見的退火熱處理采用的加熱爐主要是步進式加熱爐、車底式加熱爐、連續(xù)式輥底加熱爐。
在無縫鋼管生產(chǎn)中，環(huán)形加熱爐和步進式加熱爐目前應(yīng)用廣泛；電感應(yīng)式加熱爐也正在發(fā)展；斜底式加熱爐因為加熱質(zhì)量不高，勞動強度大而趨于淘汰。連續(xù)式輥底加熱爐主要使用在冷軋(拔)鋼管的熱處理；車底式加熱爐適用于批量較小，加熱及保溫時間較長的合金厚壁鋼管的熱處理；保護氣體連續(xù)式輥底式加熱爐主要是應(yīng)用于鋼管表面要求無氧化的成品鋼管的熱處理和冷軋(拔)過程中酸洗工序的退火處理。
環(huán)形加熱爐的優(yōu)缺點：
可加熱異性坯料；
加熱能力強，并且能適應(yīng)多種規(guī)格的坯料加熱，有利于無縫鋼管的組織生產(chǎn)；
可根據(jù)需要改變坯料在爐內(nèi)的分布；
坯料靜止在爐底，裝出料開門小，密封性好，金屬損傷小；
坯料三面加熱，熱效率高，管坯的加熱速度快且質(zhì)量好；
加熱爐可以排空；
機械化自動化程度高；
占地面積大，爐底面積利用較差
步進式加熱爐優(yōu)缺點：
產(chǎn)量大
設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊，機械化程度高，勞動條件好，維護檢修方便；
坯料四面加熱，加熱質(zhì)量好，加熱效率高，加熱時間短
密封性好，坯料表面氧化少，燒損少；
占地面積少
投資大
設(shè)備故障多維修費用高
斜底式加熱爐優(yōu)缺點：
結(jié)構(gòu)簡單，占地面積少，基建速度快；
投資費用比環(huán)形加熱爐和步進式加熱爐少很多；
機械化程度低，勞動強度大；
產(chǎn)量低；
管坯加熱溫度不均勻，熱效率低；
金屬燒損大
輥底式加熱爐的優(yōu)缺點：
占地面積小；
鋼管加熱質(zhì)量好，不易發(fā)生表面氧化；
家熱效率高；
設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維護量小，勞動強度低；
密封性差；
爐輥容易彎曲；
鋼管端頭容易碰撞爐輥；
管坯加熱缺陷及其預防
影響加熱質(zhì)量的因素包括加熱溫度、加熱速度、加熱和保溫時間以及爐內(nèi)氣氛等。制定管坯加熱的依據(jù)是奧氏體化動力學曲線。
管坯的加熱溫度對管坯加熱質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)為加熱溫度過低、過高或者加熱不均。
加熱溫度太低時會增大金屬的變形抗力，降低金屬的塑性。特別是當管坯加熱溫度不能保證鋼的金相組織*轉(zhuǎn)化為奧氏體晶粒時，管坯在熱軋過程中，產(chǎn)生裂紋的趨勢會大大增加。
管坯在高溫下加熱時，管坯表面會發(fā)生嚴重的氧化、脫碳甚至產(chǎn)生過熱或者過燒。管坯過熱主要是管坯加熱溫度過高，或者在較高的加熱溫度下加熱時間過長而造成奧氏體晶粒過分粗大所致的缺陷。當管坯加熱到固相線溫度附近時，使奧氏體晶界發(fā)生氧化甚至晶界局部熔化，管坯便產(chǎn)生了過燒。
管坯過燒，在加熱過程中是一種十分嚴重的缺陷。過熱的管坯穿孔毛管會產(chǎn)生大量的內(nèi)折；而過燒的管坯會使鋼管報廢。一般情況下，管坯過燒是一種極不正常的現(xiàn)象，可能是因為設(shè)備失靈或者操作不當造成的。對此應(yīng)該予以高度重視。
管坯的加熱不均勻(俗稱陰陽面)。產(chǎn)生的主要原因是加熱的時間主要是保溫時間不夠，或者是加熱爐的燒嘴布置和和火焰調(diào)整不當所致。加熱不均勻的管坯穿孔出來的毛管會產(chǎn)生壁厚不均，不均勻的程度比較嚴重時，穿孔出來的毛管會看到螺旋狀的“黑帶”。
制定管坯的加熱工藝參數(shù)時，為了確定各個鋼種的的加熱溫度，應(yīng)在鐵-碳相圖的指導下，遵循以下基本原則：
保證必須把管坯加熱到臨界溫度以上，以便得到均勻一致的奧氏體組織；
應(yīng)保障管坯在單一的奧氏體區(qū)內(nèi)完成穿孔變形，荒管的終軋溫度在850°C左右；
管坯的加熱溫度不能太靠近固相線(低100-150°C)，以防止晶界氧化，出現(xiàn)過熱或者過燒；
減少管坯的氧化，防止管坯的表面嚴重脫碳，應(yīng)注意調(diào)節(jié)加熱爐內(nèi)的氣氛；
在制定管坯的加熱工藝參數(shù)時，還應(yīng)該考慮以下因素的影響：
管坯的化學成分和原始組織；
管坯的尺寸和大小；
加熱爐的形式和加熱介質(zhì)；
加熱爐的裝陸方式和裝爐量
管坯的加熱速度：
管坯的加熱速度與管坯的熱裂紋大產(chǎn)生有密切的關(guān)系，當管坯入爐后，若加熱爐的溫度過高或者管坯在加熱爐中加熱的速度過快時，則管坯易產(chǎn)生熱裂紋。
加熱裂紋既處在于管坯的表面，也有可能存在于管坯的內(nèi)部，當有帶有加熱裂紋的管坯進行穿孔時，容易在毛管的內(nèi)外表面形成裂紋或者折疊。由于合金鋼的熱傳導系數(shù)較低，合金鋼管坯產(chǎn)生熱裂傾向性更高，為此應(yīng)該降低加熱速度。管坯加熱裂紋還與管坯的尺寸有關(guān)系。管坯直徑越大，越易產(chǎn)生裂紋。因此，在加熱較大直徑的管坯時候，當管坯處于較低的溫度時，應(yīng)該使用較低的加熱速度。
管坯的加熱時間和保溫時間：；
為了減少加熱時間和保溫時間不合理造成的管坯加熱質(zhì)量的缺陷，管坯的加熱應(yīng)該遵循以下原則：
確保管坯加熱均勻，并全部轉(zhuǎn)化為奧氏體；
碳化物應(yīng)溶于奧氏體晶粒中；
奧氏體晶粒不能粗大，不能出現(xiàn)混晶；
加熱管坯不能產(chǎn)生過熱或者過燒
總而言之，為了提高管坯加熱質(zhì)量，預防管坯的加熱缺陷，在制定加熱工藝參數(shù)時，一般遵循以下幾個基本要求：
加熱溫度準確，以保證管坯在的穿孔工藝性能；
加熱溫度均勻，力求管坯沿縱向很橫向的加熱溫度差不得大于10°C；
金屬燒損少。在加熱過程中應(yīng)防止管坯產(chǎn)生過氧化、表面裂紋、粘結(jié)等；
加熱制度合理，應(yīng)做好加熱溫度、加熱速度和加熱時間合理配合，以防止管坯產(chǎn)生過熱或者過燒。
在實際操作過程中，為了實現(xiàn)以上的基本要求，應(yīng)當注意一下幾個基本問題：
按照鐵-碳相圖來確定管坯的加熱溫度
注意調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛，均熱段要保持弱還原性火焰，根據(jù)燃氣的發(fā)熱值合理調(diào)節(jié)燃氣和空氣的空燃比
在保證管坯不產(chǎn)生加熱裂紋的前提下，采用高溫短時快速加熱；
對于加熱時間和保溫時間，綜合考慮加熱氧化、脫碳和溫度均勻性的要求。
荒管加熱缺陷及其預防
軋管機軋后的荒管，一般不能保證溫度的均勻一致，也難以保證荒管的終軋溫度要求，因此需要在定徑前進行再加熱。本文重點介紹電感式荒管再加熱爐。
電感應(yīng)式荒管在加熱爐由高頻供電系統(tǒng)、感應(yīng)線圈、電容器、冷卻水系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)等六部分構(gòu)成。荒管通過帶電感應(yīng)線圈時加熱。與傳統(tǒng)的步進式加熱爐相比，基建投資減少70%，能耗和維修費用也比較低。荒管的加熱時間不超過30s。屬于特快速加熱，荒管加熱后的晶粒很細，綜合力學性能會得到顯著改善，其次加熱過程中沒有燒損，有效的提高了鋼管的成材率。(詳見書70頁)
荒管再加熱過程中的主要質(zhì)量缺陷包括,荒管的加熱不均、加熱溫度太高或者太低、金相組織不合理、表面嚴重氧化和脫碳、過熱或者過燒，以及管體在加熱爐內(nèi)的機械擦傷。
鋼管熱處理缺陷及其預防
金屬材料熱處理分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理。鋼管熱處理一般采用整體熱處理。一般都經(jīng)過加熱、保溫、冷卻等基本過程，這些過程中都有可能產(chǎn)生缺陷。
鋼管的熱處理缺陷主要包括鋼管組織性能不合格、尺寸超標以及表面裂紋、擦傷、嚴重氧化、脫碳、過熱、過燒等。
鋼管的熱處理工藝特點：
*道工序是加熱：一種是臨界點Ac1或者Ac3以下的加熱；另一種是臨界點Ac1或者Ac3以上的加熱。*種主要是穩(wěn)定鋼的組織和消除鋼管的殘余應(yīng)力，第二種主要是將鋼奧氏體化。
第二道工序是保溫：目的是均勻鋼管的加熱溫度，以得到合理的加熱組織。
第三道工序是冷卻：冷卻過程是鋼管熱處理的關(guān)鍵工序，他決定鋼管在冷卻后的金相組織和力學性能。在實際生產(chǎn)過程中所采用的鋼管冷卻方式是多種多樣的。經(jīng)常采用的冷卻方式有爐冷、空冷、油冷、聚合物冷、水冷。
根據(jù)不同的鋼管加熱溫度，結(jié)合不同的鋼管冷卻速度，分為正火、退火、回火、淬火及其他工藝。
正火：細化奧氏體晶粒，均勻內(nèi)部組織和改變殘余應(yīng)力狀態(tài)，提高鋼管的綜合性能。減輕鋼管在變形過程中的所形成的帶狀組織和混晶(但是不能消除因鋼中的偏析和夾雜物等造成的帶狀組織)；消除過共析鋼中的網(wǎng)狀碳化物，有利于球化退火；用作中碳鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼管淬火前的預處理，以細化晶粒使組織均勻，減少淬火工序所產(chǎn)生的鋼管缺陷；對于低碳鋼和低合金鋼鋼管用以替代退火，改善鋼管的切削性能；也可以作為要求不高的普通鋼管的終熱處理。
退火：分為再結(jié)晶退火、*退火、等溫退火、球化退火和消除殘余應(yīng)力退火。一般高碳、低合金和合金鋼鋼管，需要通過退火降低其硬度和強度，提高塑性，消除內(nèi)應(yīng)力和組織不均，細化結(jié)晶組織，以利于鋼管的機加工和為鋼管的終熱處理奠定基礎(chǔ)。
回火;一般分為低溫回火(150-250°C)、中溫回火(350-500°C)、和高溫回火(500-650°C)。提高鋼管的塑性和韌性；使鋼管獲得良好的綜合力學性能，降低或者消除鋼管在淬火時所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力以及穩(wěn)定鋼管尺寸，使鋼管在使用過程中不發(fā)生變化。回火一般采用空冷，為防止鋼管重新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)該緩慢冷卻；對于高溫回火脆性的鋼管，回火后應(yīng)采用快速冷卻，如油冷。
淬火：將金屬材料加熱到奧氏體Ac3線以上30-50°C，保溫一段時間后使鋼管快速冷卻而得到馬氏或者貝氏體的工藝過程。鋼管淬火后會產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，一般可通過回火消除和改善。淬火和回火結(jié)合(調(diào)質(zhì))能使鋼材的綜合性能得到大幅提高。
其他工藝還有，固溶處理和保護氣體熱處理等。
熱處理缺陷及其預防
鋼管組織性能不合格：鋼管奧氏體化之后，根據(jù)其不同的碳含量和不同的冷卻速度，可以得到珠光體組織、貝氏體組織、馬氏體組織。如果熱處理工藝控制不當就可能產(chǎn)生魏氏組織。魏氏組織是一種過熱組織。對鋼管的綜合性能有不良影響(該組織在高溫持久性能方面比較優(yōu)異)，會使鋼管常溫強度降低、脆性增加。較輕的魏氏組織可以采用適當溫度的正火來消除，而程度較重的魏氏組織可以用二次正火來消除。*次正火溫度 較高，第二次正火溫度較低。同時還起到細化晶粒的作用。
過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線(TTT)和過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT)是制定熱處理冷卻速度的重要依據(jù)。
鋼管尺寸不合格
鋼管經(jīng)熱處理后，在某些情況下其尺寸會發(fā)生明顯變化而出現(xiàn)超差，包括鋼管的外徑、橢圓度以及彎曲度的變化。一般發(fā)生在淬火工藝時。常常回火工序后增設(shè)定徑工序。鋼管的橢圓度變化通常發(fā)生在鋼管的端部，主要是因為大口徑薄壁管在進行長時間的加熱時，因管端“燒塌”造成的。
