熱煨彎管煨制過程中停機缺陷的判斷分析

韓艷冬，李新俊

（1.中油管道物資裝備總公司，河北廊坊 065000；2.中油朗威工程項目管理有限公司，河北廊坊 065000）

熱煨彎管煨制過程中停機缺陷的判斷分析

韓艷冬1，李新俊2

（1.中油管道物資裝備總公司，河北廊坊 065000；2.中油朗威工程項目管理有限公司，河北廊坊 065000）

因為熱煨彎管的煨制過程只是監造工作的巡檢點，因此對于熱煨彎管可能出現的停機缺陷，只能在熱煨彎管成型后的最終驗收階段進行判斷。文章闡明了熱煨彎管煨制過程的停機形成原因以及彎管存在停機缺陷的危害性，論述了通過觀察彎管出現的皺褶、彎管內壁存在的停機痕跡及金相檢測，判斷熱煨彎管煨制過程中是否存在停機缺陷的方法。

熱煨彎管；停機缺陷；判斷方法

0 引言

熱煨彎管就是以感應加熱方式煨制成型的碳鋼或低合金鋼無縫或焊制鋼管。熱煨彎管以其成熟的工藝，優質的性能，在長輸管道上得到了廣泛應用，成為最重要的線路施工物資。

在Q/SY GJX 111-2010《油氣輸送管道感應加熱彎管通用技術條件》、ISO 15590-1-2004《石油天然氣工業——管道輸送系統用感應加熱彎管、管件和閥門——第1部分：感應加熱彎管》以及SY/T 5257-2004《油氣輸送用鋼制彎管》等標準中，都有 “彎管制造過程中彎制應連續不間斷進行，不允許中斷”的規定，但是卻沒有如何判斷停機的說明及依據。本文在查閱了相關技術資料后，結合了生產監造的實際經驗，提出了對停機的判斷分析說明。

1 彎制過程停機的原因

彎管的煨制工藝 （感應加熱彎管）其實是一種連續的局部淬火整體成型工藝，其主要由中頻感應加熱系統、冷卻水系統及推制系統三個部分組成（注：部分口徑比較大的推制機在電感線圈后還有一套與電感線圈平行的高壓口氣圈，目的是為了防止反水）。

在熱煨推制過程中可能造成停機的情況有以下幾種：

（1）中頻系統故障。

（2）冷卻水循環系統故障。

（3）推制系統故障。

（4） 停電。

前三種故障停機屬于局部故障造成的停機，而停電造成的停機是彎管煨制過程中比較常見，也是最難預防的一種情況。

2 停機給彎管質量帶來的危害

停機會對彎管的理化性能產生很大的影響，對彎管的質量可能造成嚴重危害。

2.1 造成超標的褶皺

熱煨推制的局部淬火工藝會導致彎管縮頸，假若停機后再從停機位置繼續推制的話，就會對停機部位重復加熱，從而導致此處的縮頸量大于兩邊，出現褶皺，一般情況下會超標。

2.2 可能造成過熱甚至過燒

過熱。鋼被加熱到Ac3（相變實際溫度）以上某一溫度，隨著奧氏體晶粒的長大，在粗大的奧氏體晶界上，發生了化學成分的明顯變化 （主要是硫的偏析）。在冷卻時，或者在原始奧氏體晶界上保持了硫的偏析，或者產生了第二相 （主要是硫化物）質點的網狀沉積，導致晶界脆化，使鋼的拉伸塑性和沖擊韌性明顯降低。

過燒。鋼被加熱到接近固相線或固—液兩相溫度范圍內的某一溫度后，在十分粗大的奧氏體晶界上不僅發生了化學成分的明顯變化 （主要是硫和磷的偏析），而且局部或整個晶界出現了燒熔現象，從而在晶界上形成了富硫、磷的液相。在隨后的冷卻過程中，晶界上產生了富硫、磷的燒熔層，并伴隨著形成的硫化物、磷化鐵等脆性相的沉積，晶界嚴重弱化，從而極大地降低了鋼的拉伸塑性和沖擊韌性。

總結成一句話就是：過熱使晶粒度粗大，過燒使晶界氧化。

在X60~X70材質的彎管煨制過程中，加熱溫度一般控制在940~1 020℃之間，如果在煨制過程中控制不好，就可能造成金屬的過熱或過燒，尤其在停機的情況下更有可能造成過熱或過燒。如果推進系統出現了故障，就會導致彎管總停在同一位置，電感線圈長時間在同一位置加熱，必然會產生過熱或者過燒。由于X70材質的鋼材在1 100℃以上就開始出現奧氏體晶粒長大的過熱現象，一般的標準要求晶粒度在6級以上，而出現過熱現象后晶粒度可能會出現1級甚至更粗大，嚴重影響彎管的塑性和沖擊韌性，所以在煨制過程中一定不能出現停機的情況，一旦出現必須報廢。

3 停機的判斷

在熱煨彎管監造過程中，熱煨推制工序屬于巡檢點，以現有的監造人員配置，還不能完全進行人員跟班旁站監督。在利益的驅使下，有些彎管生產廠不能嚴格執行工藝規范要求，有可能把一些有過停機缺陷的彎管放行。作為監造人員在進行巡檢和最終成品檢測時就應該具備識別和判斷停機缺陷的能力。在實際操作中就如何判斷停機，總結出以下幾點經驗：

3.1 出現單個的褶皺

因為推進系統和中頻系統不穩定也會出現褶皺，而這種褶皺只要在標準允許范圍內才可視為合格，所以必須區分這種褶皺和停機褶皺的不同。一般來講，停機造成的褶皺和由于推進系統或中頻系統不穩定造成的缺陷有著明顯的區別，其一，停機褶皺是單個出現的，而其他情況的褶皺則是連續出現的；其二，停機褶皺一般呈環狀出現，內弧和外弧沒有明顯區別，而一般的褶皺則內弧比外弧明顯。

3.2 觀察內壁存在的停機痕跡

如果是停機的話，除了在外壁上會留下褶皺的痕跡外，在內壁上也會留下一個和加熱線圈寬度相同的環形 “黑帶”，這主要是因為如果停機重啟的話，電感線圈要加熱到指定的溫度就需要在同一位置停留大概2 min左右，直至管體出現均勻的紅圈推進系統才開啟，所以只要是停機重新啟動，那么這個部位就會留下與起弧端過渡區域留下的相同的痕跡。綜上所述，內壁留下的環狀 “黑帶”也是判斷是否停機的重要依據。

3.3 金相檢測驗證是否停機

一般熱煨彎管技術協議里不要求對彎管進行金相檢測，但是在進行巡檢或者最終成品檢測時，若發現有疑似停機的跡象，可以要求生產廠進行金相檢測，以判斷彎管煨制過程中是否停機。因為停機造成的主要缺陷是過熱或過燒，過熱的金相一般晶粒度粗大且小于6級的標準，而過燒的金相則是晶界被氧化而無法顯示晶界，所以金相檢測也是判斷是否停機的方法。

總之，在彎管煨制過程中，生產廠要及時做好設備的維護保養，降低設備故障率，避免停機情況的發生。監造人員也要不斷地提高自身的業務素質，努力學習專業技術知識，學會分析判斷各種原因造成的不合格彎管，要完全杜絕有質量缺陷的彎管出廠。

[1]Q/SYGJX111-2010，油氣輸送管道感應加熱彎管通用技術條件[S].

Judgement of Bend Defects Induced by Stop of Hot Bending Machine

HAN Yan-dong（China Petroleum Pipeline Materials and Equipment Co.,Langfang 065000,China）,LI Xin-jun

Possible bend defects induced by stop of a hot bending machine are judged only at the final check stage when the bend has been shaped.The reason of the machine stop and harmfulness of the bend defects caused by the machine stop are illustrated.The judgement methods of such bend defects are discussed,which are to observe goffers on the bend and the marks on internal bend wall related to machine stop as well as to conduct metallographic examination.

hot bending pipe;defect induced by machine stop;judgement method;harmfulness

TE973.3

B

1001－2206（2011）03－0076－02

韓艷冬 （1978-），男，天津人，工程師，2002年畢業于天津理工大學，從事管道工程物資采購及工程項目管理工作。

2010-11-16