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钢管表面出现结疤(重皮、疤痕)缺陷的原因有哪些?如何有效预防与控制?
昨天 20:28   浏览:1   作者:管道

钢管表面出现结疤(重皮、疤痕)缺陷的原因有哪些?如何有效预防与控制?

客户退货,说管子表面趴着一块"疤"。指甲盖大小,一头翘着,敲一下能掉渣。这就是结疤。

看着像小事,麻烦不小。结疤底下往往是折叠或者裂纹,防腐涂层盖不住,打压时从这儿漏,套扣时在这儿崩。

钢管几种表面缺陷里,结疤最容易和麻点、划伤、锈蚀混在一起说。它最大的特点是"翘边"——边缘是翻起来的,和母体没完全长在一起,用扁铲能撬动。

一、结疤到底长什么样

结疤也叫重皮、结痕、疤瘤,是一层金属壳局部贴在管子表面,大部分面积没焊牢,只有一处连着母体。

按形状分,常见三类。舌状结疤,一头连着母体、一头翘起,像贴上去的小舌头。指甲状结疤,圆形或椭圆形,边缘整圈翻卷,面积小的像指甲盖。翘皮,是一大片金属表层和里层脱开,鼓起来,一揭就掉。

区分它们有个笨办法:麻点是密密麻麻的小凹坑,没有翘边;划伤是顺着管子方向的线状沟槽,有固定的受力方向;锈蚀是成片的氧化产物,能擦掉。结疤是"能撬动的金属片",这个特征最明显,也最要命。

二、结疤是怎么来的

原因一:管坯表面本身就带病

这是无缝管结疤的头号来源。连铸圆坯表面如果有横裂纹、角部裂纹、皮下气泡、夹渣或者老结疤,进加热炉之前没清理干净,穿孔和轧制时这些缺陷会被压扁、拉长、铺开,变成管子表面的结疤。

连铸坯表面的横裂纹特别隐蔽。它有时候只是发丝细的纹,肉眼不易见,可一加热一轧制,裂纹张开,就成了结疤的胎。皮下气泡更绝,表面看着好好的,轧制压力一上来,气泡在表层破裂,翻出一块翘皮。

原因二:加热氧化皮压进去了

管坯在炉里待久了,表面氧化皮长得太厚,而且和母体黏得很死。高压水除鳞没打干净,这层氧化皮就被带进轧辊,压进管子表面。

等管子冷却、氧化皮自己一脱落,底下就留下一块块疤状的凹坑或者翘皮。这类结疤往往成片分布,方向和轧制走向一致,认准这个规律就能往加热和除鳞上查。

原因三:工模具粘钢、掉肉

穿孔机的顶头、导板(导卫),还有轧管机的轧辊,用久了会粘钢,局部结成金属瘤。管坯从这儿过,表面被这些瘤子刮出一块金属,随轧制铺展,就成了结疤。

轧辊孔型掉肉也是同样的道理。一块辊面崩了个小坑,对应的管面就多一块料。这类结疤有周期性,间距基本等于辊周长,对着数一下就能定位是哪根辊。

原因四:连铸质量埋下的雷

拉速忽快忽慢、结晶器液面波动、保护渣卷进去,都会在连铸坯皮下留下气泡和夹杂。二冷段冷却不均,表层还会产生微裂纹。这些问题在铸坯阶段看不出来,进了轧线才暴露。

对皮下质量敏感的钢种,比如某些合金结构钢,这种"埋雷"尤其常见。只靠表面看,永远发现不了。

原因五:焊管的结疤来自母材和焊缝

别以为只有无缝管才结疤。高频焊管、直缝焊管的结疤,多来自带钢母材本身的结疤、折叠、夹层,还有焊缝区的氧化皮和飞溅没清干净。

焊缝余高磨得不平、打磨过热粘渣,也会在焊缝两侧留下疤状缺陷。来源和无缝管不同,控制点在带钢入厂和焊后清理。

原因六:清理没清透

入厂管坯或者中间品上已经有结疤,只做了表面打磨,没磨到根,缺陷残留着。下一到工序一轧,残留的结疤被拉长,反而更大。

这种情况在赶产量、跳工序的班上最多。看着表面平了,其实根还在。

三、怎么预防和控制

措施一:管坯进厂先把关

连铸坯表面要做检查和清理,火焰清理、砂轮修磨、剥皮,按缺陷情况选。有条件的上无缺陷坯(热装、直轧),源头就干净。

来料验收把表面质量单列一项,和直径、长度一起查。对皮下气泡敏感的钢种,加做低倍检验或者探伤,别只看脸。

措施二:加热和除鳞管好

加热温度和时间卡住,管坯别在炉里久待,氧化皮就长不厚。出炉前高压水除鳞,压力一般12到18兆帕,把黏着的氧化皮打干净。

炉内气氛往微氧化或者弱还原调,从源头少生氧化皮。这一条比事后修磨省事得多。

措施三:工模具建台账、按寿换

顶头、导板按轧制吨位或者上机时间排寿命,到点就换,别等粘钢掉肉了再换。轧辊孔型定期清理、检查,发现掉肉立刻下机。

导卫对中要校,偏了就刮管面。这一项靠制度,不靠操作工记性。

措施四:连铸工艺求稳

拉速、液面、保护渣供给稳定,减少波动。上电磁搅拌和轻压下,减轻中心偏析和皮下气泡。结晶器振动参数调好,把表面横裂纹压下去。

这些事在炼钢车间,可直接影响后道工序的成材率。前后工序得坐到一起谈。

措施五:焊管盯母材和焊缝

带钢入厂做表面检验,有结疤折叠的退回去。焊后及时清氧化皮、清飞溅,焊缝余高控制住,打磨规范,别磨出过热粘渣。

措施六:过程检验和清理做到位

上在线表面检测,涡流、漏磁、表检仪都行,没条件的靠人工表检。发现结疤马上修磨,修磨深度不能让壁厚低于负偏差,修磨处要平缓过渡,别留尖角。

把"发现—修磨—复检"写成规程,谁发现、谁处理、怎么验收,写清楚。

措施七:按标准验收,不留口子

结疤在钢管标准里是明令不许存在的缺陷。GB/T 2102以及各产品标准(8162、8163、3087、5310等)都要求内外表面不得有裂缝、折叠、结疤、轧折和离层。

允许存在的局部缺陷,修磨清除后壁厚仍须满足负偏差要求。深度、面积都有量化,具体按订单和标准条款执行。端面、内壁同样要查,不能只翻外皮。

四、几个常见的误区

误区一:结疤磨平了就没事。没磨到根的结疤,后续轧制里会被拉长或者裂开。而且打磨本身减薄壁厚,磨狠了壁厚低于负偏差,这根管子等于废了。磨平不等于合格。

误区二:结疤只是外观问题。结疤底下常连着折叠、裂纹,是应力集中点,也是泄漏和开裂的起点。压力管道上这个想法很危险,防腐层盖得住眼睛盖不住隐患。

误区三:焊管不会有结疤。焊管结疤多来自带钢母材缺陷和焊缝飞溅,来源不同,分量一样重。把焊管排除在外,等于放过一个高发区。

误区四:只查外表面。内壁结疤、端部结疤常常漏检。无缝管内壁折叠类缺陷、焊管焊缝内侧飞溅,都是重灾区。翻一面、看里头,该做的检查一步不能省。

五、现场快速排查的顺序

出了结疤,别急着磨。按下面顺序走,多半能定位到工序。

第一步看形态。翘边舌状、沿轧向条带,多半是管坯原始缺陷被拉长;成片压入状、方向乱,往加热除鳞查;间距等于辊周长的周期性疤,直奔那根辊。

第二步看分布。整批都有、沿管长随机,是管坯或者连铸源头;只集中在某工序之后出现,问题就在这道工序的工模具。

第三步查管坯。同炉号管坯的低倍、表面修磨记录翻出来,源头一目了然。

第四步查加热和除鳞。氧化皮厚度、除鳞水压力、除鳞后表面状态,逐项对。

第五步查工模具。顶头、导板、轧辊有没有粘钢掉肉,周期性结疤直接数间距验证。

第六步焊管单独加一项:查带钢母材和焊缝飞溅、氧化皮清理。

常见问题解答

Q1:钢管结疤和麻点、划伤、锈蚀怎么区分?

结疤是一层金属壳局部贴在表面、边缘翘起、与母体半连接,扁铲能撬动。麻点是密布的小凹坑,没有翘边;划伤是顺着管体方向的线状沟槽,有固定的受力方向;锈蚀是成片氧化产物,能擦掉。结疤最危险,因为它底下常连着折叠或裂纹,是应力集中点和泄漏源。

Q2:结疤深度多深就要判废?修磨后能留吗?

按GB/T 2102及钢管产品标准,内外表面不得有裂缝、折叠、结疤、轧折和离层,结疤本身不允许存在。局部允许存在的缺陷经修磨清除后,壁厚仍须满足负偏差要求,且修磨处应平缓过渡。若修磨清除后壁厚低于负偏差,或者缺陷清除不净,则判废。具体深度与面积的量化限值按订单约定及相应标准条款执行。

Q3:管坯表面看着好好的,为什么轧出来还是结疤?

表面看着好不等于皮下好。连铸坯皮下的气泡、夹杂、微裂纹,在加热和轧制压力下会暴露、张开,翻成翘皮状结疤;加热生成的黏性氧化皮压入表面,冷却脱落后也会留下疤状凹坑。这类缺陷靠肉眼看表面发现不了,需要低倍检验、探伤或者控制连铸皮下质量来预防。

Q4:连铸坯怎么减少结疤的源头?

核心是稳定连铸工艺、减少皮下缺陷。保持拉速和结晶器液面稳定,规范保护渣供给,采用电磁搅拌和轻压下减轻中心偏析与皮下气泡,优化结晶器振动参数压低表面横裂纹。铸坯采用无缺陷坯工艺(热装、直轧)并配合入厂修磨清理,从源头降低结疤发生率。

Q5:焊管的结疤从哪来,怎么控制?

焊管结疤主要来自带钢母材本身的结疤、折叠、夹层,以及焊缝区的氧化皮和飞溅未清理干净,焊缝余高打磨不当也会产生疤状缺陷。控制要点:带钢入厂做表面检验、缺陷料退货;焊后及时清除氧化皮和飞溅;控制焊缝余高、规范打磨,避免过热粘渣。排查时单独检查带钢母材与焊缝区域。

数据来源:来自公开网络


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