我國冷拔無縫鋼管內外探傷技術的基本知識

      在探傷技術領域，冷拔無縫鋼管是指外徑大于φ80mm的鋼管。冷拔無縫鋼管是石油、化工、熱力、鍋爐、機械液壓等行業(yè)重要用材。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國在“十一五”期間，冷拔無縫鋼管的需求量大幅度增加，并明顯呈現(xiàn)出大口徑化的發(fā)展趨勢。特別是對于要求耐腐蝕、抗擠壓的油井管和大口徑高壓鍋爐管及高質量的石油裂化管、石油石化輸送管線管等，將隨著 對能源基礎設施投入的加大而成為需求的熱點。由此，保證產品出廠質量的無損檢測提出了方法和技術上的新課題。
     水槽式超聲檢測是采用鋼管螺旋前進式，超聲探頭固定不動。通過水槽和被檢鋼管的底部充分水耦合的特點，保證耦合層的厚度不變。但是因為超聲主要檢測內部缺陷對表面和次表面缺陷存在盲區(qū)，導致無法檢測，再加上采用螺旋前進式，對于12m長的鋼管需要占空間30m的場地等不足，一直影響鋼管檢測方法的選擇和推廣。
    因此，國內外對于冷拔無縫鋼管的探傷，一般采用漏磁法或水壓實驗。在國內，尚沒有性能良好的適合冷拔無縫鋼管的漏磁探傷設備出品，一旦使用即需要進口。進口漏磁探傷設備價格昂貴，對于國內的大多數(shù)企業(yè)難以接受;而水壓試驗效率低、勞動強度大，特別是當操作者責任心不高時，水壓檢驗形同虛設?？梢?，實現(xiàn)冷拔無縫鋼管的探傷已經(jīng)成為冶金鋼管行業(yè)亟待解決的課題。
冷拔無縫鋼管的特點是直徑大，壁厚相對較厚，因此根據(jù)這一特點充分利用超聲檢測內部和渦流檢測表面和次表面的特點相結合，可實現(xiàn)“無盲區(qū)”探傷。通過采用“鋼管原地旋轉，檢測探頭前進的組合方式”，不僅解決檢測問題，還解決縮小占用場地的空間。
在自動探傷中，提離效應和穩(wěn)定耦合層對探傷的影響往往成為棘手的問題。在自動探傷中，提離效應和穩(wěn)定耦合層是引起漏檢和誤報的主要原因。不管是漏檢或誤報，都影響檢測的可靠性。長期以來，在自動探傷的實際應用中，由于提離波動引起檢測可靠性下降的問題或者由于水耦合層的厚度變化，一直是困擾著這種技術正常使用的“瓶頸”。
    通常，解決提離效應的辦法主要有:探頭的機械跟蹤法、探頭線圈的橋式接法、改變檢測線圈LC回路的電容值和使用多頻檢測技術等。除機械跟蹤法外，其他的幾種解決辦法，通過改進探頭和儀器來得以實現(xiàn)，但機械跟蹤只能改進探頭架，來防止提離間隙的變化。在實際工業(yè)應用中，探頭機械跟蹤法是常用的克服提離效應影響的方法。常見的探頭機械跟蹤模式有兩種:一種，是采用輥輪限位與汽缸或彈簧頂推相結合的方法，使檢測探頭與被檢工件表面之間保持恒定距離。雖然這種方法對抑制提離效應能起到較好的作用，但同時會使振動噪聲加大。另一種，采用探頭機械跟蹤的方式，是利用測距探頭及時地測量出檢測探頭提離間隙的波動情況，并用測距號來控制和驅動步進電機等動力裝置帶動檢測探頭動作，以保證探頭與被檢工件之間的間隙恒定。這種方法適用于板材或坯材等平面掃查探傷，缺點是由于機械動作的反應速度比較慢，而且還比較復雜。
把探頭裝入一個探頭小車中，并采用二級彈簧頂推的方法使檢測探頭與被檢工件表面之間始終保持一定的距離。從實驗結果來看，探頭的隨動性比較強，基本保證了探頭與被檢測鋼管表面之間的距離恒定，探傷也取得了較好的效果。通常，解決水耦合層的辦法主要有:固定水槽箱、穩(wěn)定水噴裝置。由于采用鋼管旋轉探頭前進的方式，冷拔無縫鋼管的長度一般在10m左右。因此必須考慮采用穩(wěn)定水噴裝置，如增加流量口的直徑，降低流量口和鋼管的高度，減少水花。目前常規(guī)的解決辦法也只能這樣，但解決的效果是在可以接受范圍內

精密冷拔無縫鋼管熱處理不同工藝的目的

      精密冷拔無縫鋼管是一種通過冷拔或熱軋?zhí)幚砗蟮囊环N高精密的無縫鋼管材料。由于冷拔精密無縫鋼管內外壁無氧化層、承受高壓無泄漏、高精度、高光潔度、冷彎不變形、擴口、壓扁無裂縫等有點，所以主要用來生產氣動或液壓 元件的產品，如汽缸或油缸，可以是無縫鋼管。
退火是將精密冷拔無縫鋼管加熱到適當溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或 者為進一步淬火作組織準備。
  正火是將精密冷拔無縫鋼管加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為終熱處理。
淬火是將精密冷拔無縫鋼管加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后精密冷拔無縫鋼管變硬，但同時變脆。
為了降低精密冷拔無縫鋼管的脆性，將淬火后的精密冷拔無縫鋼管在高于室溫而低于650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。
   《退火、正火、淬火、回火》是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，常常配合使用，缺一不可。
     “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝，稱為無縫鋼管調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。
      把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使精密冷拔無縫鋼管獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使精密冷拔無縫鋼管不氧化，不脫碳，保持處理后精密冷拔無縫鋼管表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。
      表面熱處理是只加熱精密冷拔無縫鋼管表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱精密冷拔無縫鋼管表層而不使過多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的精密冷拔無縫鋼管上給予較大的熱能，使精密冷拔無縫鋼管表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
      化學熱處理是通過改變精密冷拔無縫鋼管表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
     熱處理是機械零件和工模具加工過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高精密冷拔無縫鋼管的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態(tài)，以利于進行各種冷、熱加工