CrMoG厚壁高压无缝钢管质量检测及质量保证

15CrMoG厚壁高压无缝钢管质量检测及质量保证（江西洪都钢厂；南昌330029）摘要：本文简要介绍厚壁高压无缝钢管的质量保证，并主要介绍了涡流探伤及超声波探伤的具体应用。关键词：厚壁高压无缝钢管涡流超声波一、前言随着资源的紧缺和经济的迅速发展，提高有限资源的利用率成为可持续发展的重要课题，电力是经济发展中的最重要的能源，其中火力发电占我国总电力的70％，高压锅炉管是锅炉材料的主要组成部分，近年来随着发电技术的进步，大量厚壁厚壁高压无缝钢管应用于锅炉材料中水冷壁管、过热器、再热器等。一、前言自2001年以来，电站锅炉企业从原来的以30万亚临界锅炉为主力炉型升级为以60万千瓦的超临界锅炉为主力炉型，这种炉型的高压锅炉用管规格亦从原30万千瓦的∮60×5、∮60×6.5等规格为主，变为以Ø25.4×6.4、Ø31.8×8、Ø31.8×9.2、Ø38.1×9.5、Ø57×14、Ø73×15.6、Ø88.9×17等规格为主，由于这些规格的钢管材质为15CrMoG等合金钢种，加上外径小、壁厚大，因而制造难度大，原有的传统热轧及冷拔工艺均很难生产，同时产品质量也难以保证。以下就生产15CrMoG厚壁高压无缝钢管的质量检测及质量保证做一些介绍，并希望与同行们一起进行探讨。二、厚壁高压无缝钢管的主要生产工艺无缝钢管主要生产工艺主要包括热轧,冷拔,冷轧等方式,由于热轧无缝钢管工艺的特殊性,生产厚壁无缝钢管非常困难,一般内径易成内六方，质量达不到锅炉管的要求,通常采用冷拔或轧拔结合的方式进行生产。二、厚壁高压无缝钢管的主要生产工艺由于15CrMoG厚壁无缝钢管对内外表面的质量要求较高，一般采用正火加回火，正火温度一般为930－960℃通常采用保护气体热处理炉进行处理，，热处理后的组织为铁素体加珠光体，由于是厚壁管，加热时间跟相应壁厚对应。如果没有保护气体炉进行热处理，则经过正火加回火的成品钢管通常在矫直后进行表面喷丸处理。厚壁管精整工序主要包括矫直、切管、涡流探伤、超声波探伤及标识包装、称重等。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤（1）涡流样管按SA-450《碳钢、铁素体合金钢和奥氏体合金钢管管子通用要求》如果采用钢管涡流探伤时，如采用钻孔，则钻孔的直径应不大于0.031in.(0.8mm)，而GB／T7735－2004《钢管涡流探伤方法》的B级孔标准。涡流探伤厚壁管对于涡流探伤来说，由于原理的限制，穿过式线圈对厚壁管进行检测时，只对表面及亚表面的缺陷敏感，有的锅炉厂要求按照GB/T7735－2004的B级要求进行探伤.三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤但是一些用于出口的锅炉要求按ASMESA-450的通用要求进行涡流检测，即钻孔直径应不大于0.031in(0.8mm),根据两个标准的比对,当钢管外径19<D≤25mm时,两个验收等级相同,由于主要规格主要为∮25.4×6.4、∮31.8×9.2、∮38.1×9.5、∮57×14、∮73×15.6、∮88.9×17等,因此对于D>42mm的无缝钢管来说,实际ASME标准对无缝钢管的质量要求大大高于GB5310-1995的要求。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤在实际探伤中，加工0.8mm直径的涡流样管很容易断钻头，同时对钢管的表面要求较高，一般要求钢管进行保护气体热处理，表面基本无氧化铁，如果采用一般热处理炉进行热处理，为了保证较好的探伤效果，一般在探伤前对钢管进行抛丸处理。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用涡流探伤（3）实际应用由于厚壁无缝钢管磁饱和时磁化电流较大，磁饱和装置长期工作时易产生大量热量，一方面影响磁化效果，另一方面影响探头工作的稳定性，为了保证好的探伤效果，应该对磁化线圈进行散热处理，如风冷，加散热孔等。实际探伤中，没有经过保护气体热处理的钢管表面质量较差，在涡流探伤中，探伤灵敏度需高出5－6dB才能探伤（信噪比较差）。超声波探伤（1）超声波样管厚壁无缝钢管超声波探伤如按照ASMESA－450的要求，则内、外径缺口槽深不应超过规定管壁厚的12.5%或0.004in(0.1mm),两者取其大者，缺口槽宽不得超过其深度的两倍。按照GB/T5777－1996C5级则要求较ASME标准较高。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用超声波探伤（2）标准理解及应用以∮38.1×9.5钢管为例，壁厚／外径＝9.5/38.1=0.249,由于壁厚/外径之比大于0.2,因此参照GB/T5777-1996的附录A进行检验,制作样管时,内伤人工缺陷深度/外壁人工缺陷深度按2.5进行加工。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用可疑钢管的处理经过涡流或超声波探伤的钢管，由于厚壁管形状的特殊性，加上探伤方法的局限性，因此在正常探伤生产中，探伤灵敏度要求比其他规格的钢管探伤时适当提高，出现伤波及时查找，发现缺陷时允许修磨，根据需方要求按ASMESA－450外径及壁厚偏差或GB5310进行控制。三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用可疑钢管的处理按ASMESA－450外径及壁厚偏差进行控制。(1)壁厚控制钢管外径≤38.1时,壁厚的允许偏差按+20%,-0控制;钢管外径>38.1时,壁厚的允许偏差按+22%,-0控制;三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用(2)外径控制按ASMESA－450外径及壁厚偏差进行控制。按GB5310要求控制三、无损检测技术在厚壁无缝钢管检测中的应用（3）两个标准对比及应用实际外径按ASME标准控制要求较高,壁厚控制则是按GB5310控制要求较高。在修磨时主要考虑外径的允许偏差是否符合标准要求，修磨后的厚度则可以采用超声波测厚仪来测量，并根据测量厚度的数值来判断修磨后钢管的厚度是否超标。四、结束语由于近年来厚壁高压无缝钢管使用成增长趋势,一方面通过选择优质管坯和合理的厚壁无缝钢管产生工艺，在热轧毛管生产后可以通过工业内窥镜进行内表面抽查来保证中间产品的内表面质量，另一方面由于采用常规钢管涡流探伤和超声波探伤难以保证钢管质量，尤其是内表面质量，如何利用现有及先进的无损检测手段，比如把超声相控阵技术引入到厚壁无缝钢管检测上来，把好最后的出厂检验关是我们检测工作者面临的一个新课题。参考文献：GB5310－1995.《高压锅炉用无缝钢管》GB/T5777－1996.《无缝钢管超声波探伤检验方法》GB／T7735－2004.《钢管涡流探伤检验方法》ASTMA450／A450M.《碳钢,铁素体合金钢和奥氏体合金钢管子通用要求》第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率

Ps(PT)<pi轴功率P：压缩机轴的输入功率绝热指示效率等温指示效率机械效率总效率（