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如何提高及检测钢管质量的各项性能指标?

如何提高及检测钢管质量的各项性能指标?

作者: cekong | 来源:发表于2017-12-14 16:56 被阅读7次

    摘要:钢管是管型产品,本文主要介绍了钢管需要检测哪些性能指标及检测方法,通过检测可以得知生产的钢管是否合格,对不合格产品进行剔除。

    关键词:钢管;壁厚;测径仪;

    引言

    钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器,它还是一种经济钢材。用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架,可以减 轻重量,节省金属20~40%,而且可实现工厂化机械化施工。用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工,而且可大大减少涂保护层的面积,节约投资和维护费用。钢管应用范围广泛,对其性能检测更加重要,本文主要介绍了钢管的质量检测。

    1、钢管几何尺寸及外形检测

    1.1、钢管端面坡口角度和钝边检查

    主要采用角尺、卡板进行检测,具有圆周度数的一种角形测量工具。

    1.2、钢管弯曲度检查

    直尺、水平尺(1m)、塞尺、细线测每米弯曲度、全长弯曲度、内孔直线度检测仪等均可实现检测。内孔直线度检测仪是利用激光的直线性和位敏传感器可精确定位光的能量中心位置的功能来实现内孔直线度检测的系统。直线度检测系统偏差量精度高,角度(弯曲方向)精确,可为被测工件的校直提供量化的科学依据。

    1.3、钢管长度检查

    钢卷尺、人工、自动测长等,也可以采用测长仪进行测量,采用图像处理技术,是利用计算机来处理、分析和理解视觉信息的一项技术,实时显示钢管轧制过程中的图像、钢管长度值、钢管重量等。重量计算功能,在产品规格参数中填入钢管的外径、壁厚和密度数据后,系统将根据测得的长度就计算出钢管的重量,实时显示测量长度,保留最大值。当钢管进入相应视野后系统即进行测量,轧制完成钢管退出后显示屏将保留钢管的最大长度值即钢管的实际长度。

    1.4、钢管外径、椭圆度检查

    钢管外径检测,现在最常用且最符合现代化的测量方式为光电测径仪,配备双镜筒光电测头,通过测量钢管两端的尺寸加上中间的规定尺寸即可得到钢管的尺寸值,其测量范围可以进行调节,从而实现大尺寸的外径尺寸检测,该测径仪采用双向检测,除了检测两个方向上的外径尺寸,还可以测量得到椭圆度尺寸。

    1.5、钢管壁厚检查

    超声测厚仪、管端激光测厚仪等均可实现高精度的检测。其中超声波测厚仪能对各个不同点进行厚度检测,而管端激光测厚仪则是针对钢管管端的壁厚进行检测,以便切除不合格的钢管管端。

    超声波测厚仪基于超声波测量原理,可以测量金属及其它多种材料的厚度,并可以对材料的声速进行测量。可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测,监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度,也可以对各种板材和各种加工零件作精确测量。

    管端激光测厚仪检测装置可完成钢管圆周上壁厚的检测,且检测过程中测头能够沿钢管轴线进给,另外在更换钢管规格时,检测装置能够进行相关中心高度和测量范围的调整。检测到合格位置后检测停止,并在钢管外表面做出明显的标记,对于存在局部高点部位单独标记。

    2、化学成分分析

    主要采用化学分析法、仪器分析法(红外C—S仪、直读光谱仪、zcP等)等进行检测。

    2.1、N—0仪:气体含量分析N、O

    2.2、直读光谱仪:块状试样中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、 B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi

    2.3、红外C—S仪:分析铁合金,炼钢原材料,钢铁中的C、S元素。

    3、钢管理化性能检验

    3.1、硬度试验

    布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等

    注:试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760

    布氏硬度HB一般用在退火状态的材料上,因为比较软,打洛氏硬度太低,不准而且硬度区间区分不开;

    洛氏硬度HRC一般用在钢材热处理后,也就是淬火或淬火+回火后,这时布氏硬度就不适合了,用洛氏比较好;

    维氏硬度HV一般用于打材料表面硬度,比如进行表面处理的材料,包括渗、镀等工艺,这时只需要知道表面硬度即可,而洛氏和布氏硬度都是压痕太深,直接打到基体上了,对表面硬度基本忽略了,所以想要知道表面硬度只能采用维氏硬度。

    一般情况下,布氏硬度是国际通用的标准,在中国金属行业,铝一般用布氏来表达。洛氏是中国最常用的硬度表达方法,如钢材的出厂硬度,或者热处理后的硬度,维氏硬度只要是用在线材,薄片,及金属表面处理后等的硬度表达。

    3.2、冲击试验

    CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2

    标准试样10×10×55(mm) 非标试样5×10×55(mm)

    3.3、拉伸试验

    主要用于测应力和变形,判定材料的强度(YS、TS)和塑性指标(A、Z) 纵向,横向试样管段、弧型、圆形试样(¢10、¢12.5) 径、薄壁大口径、厚壁定标距。

    ① 抗拉强度(σb)

    试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的最大力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为:

    式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力,N(牛顿); So--试样原始横截面积,mm2。

    ② 屈服点(σs)

    具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。

    ③ 断后伸长率(σ)

    在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:

    式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。

    ④ 断面收缩率(ψ)

    在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:

    式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积,mm2。

    3.4、液压试验

    液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等,精密钢管通过冷拔或冷轧处理后的一种高精密的无缝钢管。由于精密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产品。

    主要检测压力、稳压时间、p=2Sδ/D

    4、钢管表面质量检查

    4.1、人工肉眼检查

    观察照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。

    4.2、无损探伤检查

    a. 涡流探伤ET:(电磁感应)

    主要对点状(孔洞形)缺陷敏感。 标准:GB/T 7735-2004 级别:B级

    b.超声波探伤UT:

    对于各种材质均匀的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。

    标准:GB/T 5777-1996 级别:C5级

    c. 磁粉MT和漏磁探伤: 磁力探伤,适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测。

    标准:GB/T 12606-1999 级别: C4级

    d. 电磁超声波探伤:

    不需要耦合介质,可以应用于高温高速,粗燥的钢管表面探伤。

    e. 渗透探伤:

    荧光、着色、检测钢管表面缺陷。

    结语

    对钢管进行高精度的检测,对其各项性能指标进行高精度的在线检测,保证钢管的质量,有效的提高钢管的使用寿命,同时高质量的钢管能够提高企业的竞争能力,为企业带来高效益,为使用者带来便利。

    本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写

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