我国冷拔无缝钢管内外探伤技术的基本知识

      在探伤技术领域，冷拔无缝钢管是指外径大于φ80mm的钢管。冷拔无缝钢管是石油、化工、热力、锅炉、机械液压等行业重要用材。随着国民经济的发展，我国在“十一五”期间，冷拔无缝钢管的需求量大幅度增加，并明显呈现出大口径化的发展趋势。特别是对于要求耐腐蚀、抗挤压的油井管和大口径高压锅炉管及高质量的石油裂化管、石油石化输送管线管等，将随着 对能源基础设施投入的加大而成为需求的热点。由此，保证产品出厂质量的无损检测提出了方法和技术上的新课题。
     水槽式超声检测是采用钢管螺旋前进式，超声探头固定不动。通过水槽和被检钢管的底部充分水耦合的特点，保证耦合层的厚度不变。但是因为超声主要检测内部缺陷对表面和次表面缺陷存在盲区，导致无法检测，再加上采用螺旋前进式，对于12m长的钢管需要占空间30m的场地等不足，一直影响钢管检测方法的选择和推广。
    因此，国内外对于冷拔无缝钢管的探伤，一般采用漏磁法或水压实验。在国内，尚没有性能良好的适合冷拔无缝钢管的漏磁探伤设备出品，一旦使用即需要进口。进口漏磁探伤设备价格昂贵，对于国内的大多数企业难以接受;而水压试验效率低、劳动强度大，特别是当操作者责任心不高时，水压检验形同虚设。可见，实现冷拔无缝钢管的探伤已经成为冶金钢管行业亟待解决的课题。
冷拔无缝钢管的特点是直径大，壁厚相对较厚，因此根据这一特点充分利用超声检测内部和涡流检测表面和次表面的特点相结合，可实现“无盲区”探伤。通过采用“钢管原地旋转，检测探头前进的组合方式”，不仅解决检测问题，还解决缩小占用场地的空间。
在自动探伤中，提离效应和稳定耦合层对探伤的影响往往成为棘手的问题。在自动探伤中，提离效应和稳定耦合层是引起漏检和误报的主要原因。不管是漏检或误报，都影响检测的可靠性。长期以来，在自动探伤的实际应用中，由于提离波动引起检测可靠性下降的问题或者由于水耦合层的厚度变化，一直是困扰着这种技术正常使用的“瓶颈”。
    通常，解决提离效应的办法主要有:探头的机械跟踪法、探头线圈的桥式接法、改变检测线圈LC回路的电容值和使用多频检测技术等。除机械跟踪法外，其他的几种解决办法，通过改进探头和仪器来得以实现，但机械跟踪只能改进探头架，来防止提离间隙的变化。在实际工业应用中，探头机械跟踪法是常用的克服提离效应影响的方法。常见的探头机械跟踪模式有两种:一种，是采用辊轮限位与汽缸或弹簧顶推相结合的方法，使检测探头与被检工件表面之间保持恒定距离。虽然这种方法对抑制提离效应能起到较好的作用，但同时会使振动噪声加大。另一种，采用探头机械跟踪的方式，是利用测距探头及时地测量出检测探头提离间隙的波动情况，并用测距号来控制和驱动步进电机等动力装置带动检测探头动作，以保证探头与被检工件之间的间隙恒定。这种方法适用于板材或坯材等平面扫查探伤，缺点是由于机械动作的反应速度比较慢，而且还比较复杂。
把探头装入一个探头小车中，并采用二级弹簧顶推的方法使检测探头与被检工件表面之间始终保持一定的距离。从实验结果来看，探头的随动性比较强，基本保证了探头与被检测钢管表面之间的距离恒定，探伤也取得了较好的效果。通常，解决水耦合层的办法主要有:固定水槽箱、稳定水喷装置。由于采用钢管旋转探头前进的方式，冷拔无缝钢管的长度一般在10m左右。因此必须考虑采用稳定水喷装置，如增加流量口的直径，降低流量口和钢管的高度，减少水花。目前常规的解决办法也只能这样，但解决的效果是在可以接受范围内

精密冷拔无缝钢管热处理不同工艺的目的

      精密冷拔无缝钢管是一种通过冷拔或热轧处理后的一种高精密的无缝钢管材料。由于冷拔精密无缝钢管内外壁无氧化层、承受高压无泄漏、高精度、高光洁度、冷弯不变形、扩口、压扁无裂缝等有点，所以主要用来生产气动或液压 元件的产品，如汽缸或油缸，可以是无缝钢管。
退火是将精密冷拔无缝钢管加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或 者为进一步淬火作组织准备。
  正火是将精密冷拔无缝钢管加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为终热处理。
淬火是将精密冷拔无缝钢管加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后精密冷拔无缝钢管变硬，但同时变脆。
为了降低精密冷拔无缝钢管的脆性，将淬火后的精密冷拔无缝钢管在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
   《退火、正火、淬火、回火》是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
     “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为无缝钢管调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。
      把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使精密冷拔无缝钢管获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使精密冷拔无缝钢管不氧化，不脱碳，保持处理后精密冷拔无缝钢管表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。
      表面热处理是只加热精密冷拔无缝钢管表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热精密冷拔无缝钢管表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的精密冷拔无缝钢管上给予较大的热能，使精密冷拔无缝钢管表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
      化学热处理是通过改变精密冷拔无缝钢管表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
     热处理是机械零件和工模具加工过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高精密冷拔无缝钢管的各种性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工

27SiMn冷拔无缝钢管力学性能和化学成分