厚壁無縫鋼管的氧化還原反應(yīng)

  厚壁無縫鋼管材料火花鑒別法是利用鋼鐵材料在磨削過程中產(chǎn)生的物理化學現(xiàn)象判斷其化學成分的方法。當鋼樣在砂輪上磨削時，磨削顆粒沿砂輪旋轉(zhuǎn)的切線方向被拋射，磨粒處于高溫狀態(tài)，表面被強烈氧化，形成一層Fe0薄膜。厚壁無縫鋼管中的碳在高溫下極易與氧發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e0+C→Fe+C0，使Fe0還原;被還原的Fe將再次被氧化，然后再次還原。

  這種氧化還原反應(yīng)循環(huán)進行，會不斷產(chǎn)生出C0氣體，當顆粒表面的氧化鐵薄膜不能控制產(chǎn)生的C0氣體時，就有爆裂現(xiàn)象發(fā)生從而形成火花。爆裂的碎粒若仍殘留有未參加反應(yīng)的Fe和C時，將繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，則出現(xiàn)二次、三次或多次爆裂火花。

  厚壁無縫鋼管中的碳是形成火花的基本元素，當鋼中含有錳、硅鎢、鉻、鉬等元素時，它們的氧化物將影響火花的線條、顏色和狀態(tài)。根據(jù)火花的特征，可大致判斷出鋼材的碳含量和其他元素的含量。

  厚壁無縫鋼管冷拔后組織性能不均勻

  厚壁無縫鋼管冷拔過程中由于變形的不均勻性，從外表面層到內(nèi)表面層，變形程度是不一樣的，靠近外表面層的附加彎曲變形和附加切變形比較大，所以總變形程度外層比內(nèi)層大，因而，外晶粒較細，硬度較高，內(nèi)層則相反。若管壁越厚，摩擦系數(shù)愈大，模子的錐角越大，內(nèi)外層總變形程度的差別也愈大，組織和性能不均勻程度增大，因為內(nèi)外層變形程度不一樣，厚壁無縫鋼管變形后內(nèi)外層的組織性能就不一致。

超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用超聲波探傷技術(shù)對大口徑厚壁鋼管縱向內(nèi)壁缺陷檢測的方法。

  大口徑厚壁無縫鋼管是近年來隨著超臨界鍋爐和超超臨界鍋爐的研發(fā)投產(chǎn)而大量使用的，如何保證厚壁管內(nèi)表面質(zhì)量，一直成為困擾鋼管探傷、鍋爐制造兩大行業(yè)的一大難題。目前國內(nèi)外對大口徑厚壁鋼管的超聲波探傷主要采用兩種方法，一是對內(nèi)壁缺陷采用純橫波探傷，但樣管上的人工內(nèi)傷需加深，從而造成對內(nèi)壁缺陷的檢測要求降低;二是對內(nèi)壁缺陷采用變型橫波探傷，但由于采用變型橫波探傷存在諸多技術(shù)問題，目前國內(nèi)外還處在理論探討和實踐摸索過程中。

  發(fā)明內(nèi)容

  本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種采用超聲波變型橫波探傷對大口徑厚壁鋼管縱向內(nèi)壁缺陷檢測的方法，尤其是對壁厚外徑比大于0.2大口徑厚壁鋼管縱向內(nèi)壁缺陷檢測的方法。

  本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種超聲波探傷大口徑厚壁鋼管縱向內(nèi)壁缺陷的方法，它是利用有機玻璃楔塊作測量介質(zhì)，在樣管上調(diào)整好超聲波探傷儀的掃查靈敏度，然后再以掃查靈敏度對產(chǎn)品鋼管進行掃查，掃查中未出現(xiàn)超過調(diào)試閾值信號的鋼管為探傷合格，掃查中出現(xiàn)超過調(diào)試閾值信號的鋼管為探傷不合格，其具體操作步驟如下：

  A、將有機玻璃楔塊放在樣管上，再將超聲波探傷儀的探頭放在有機玻璃楔塊上，然后打開超聲波探傷儀，調(diào)整超聲波探傷儀的探頭發(fā)出的超聲波聲束的入射角a1，超聲波聲束的入射角a1為15o～25o。

  B、旋轉(zhuǎn)移動樣管，探頭在樣管上掃查，當探頭掃查到樣管上的人工缺陷時，超聲波探傷儀上顯示樣管上的人工缺陷波形。

  C、微調(diào)超聲波聲束的入射角a1，使樣管上的人工缺陷的波高達到******，然后調(diào)整超聲波探傷儀的增益值，使樣管上的人工缺陷的波高在超聲波探傷儀示波器滿屏的40%～60%之間，再移動波高在超聲波探傷儀上的報警閘門，使樣管上的人工缺陷的波形處于報警閘門中間，并使報警閘門高度和樣管上的人工缺陷的波高相同，此時報警閘門高度就是探傷閾值，超聲波探傷儀的增益值就是探傷靈敏度。然后提高探傷靈敏度，自動探傷提高2～3分貝，手動探傷提高6分貝，此時超聲波探傷儀的增益值就是掃查靈敏度。

  D、樣管調(diào)試完成后，移走樣管，將待檢測的產(chǎn)品鋼管移送至檢測位置，以掃查靈敏度對產(chǎn)品鋼管進行掃查，掃查中未出現(xiàn)超過調(diào)試閾值信號的鋼管為探傷合格，掃查中出現(xiàn)超過調(diào)試閾值信號的鋼管為探傷不合格。