不銹鋼管的外觀/表面質量和目測檢驗（上）

何德孚，王晶瀅,2

（1.上海久立工貿發展有限公司，上海 200135；2.浙江德傳管業有限公司，浙江 湖州313105）

不銹鋼管的外觀/表面質量和目測檢驗（上）

何德孚1，王晶瀅1,2

（1.上海久立工貿發展有限公司，上海 200135；2.浙江德傳管業有限公司，浙江 湖州313105）

為了促進不銹鋼焊管和無縫鋼管制造質量的進一步提升，減少工貿爭議發生，從比較歐、美、日不銹鋼管標準中有關條款的細節差異及發展入手，分析了鋼管制造方法對表面質量的影響，特別是塑性變形不均勻或局部化，退火過程即再結晶對表面織構及瑕疵的不良影響。討論了冷精整，即光拔或光軋、酸洗、目測及修整工序的重要性及掌控細節。提出了直道等可目測到表面瑕疵都應該列為不銹鋼管的一致性修整要求，金相試驗不能用于不銹鋼管耐腐蝕性及表面質量的評估，以彌補現有標準的不足。

不銹鋼管；制造方法；表面瑕疵；目測檢驗；表面粗糙度；表面織構；塑性變形局部化；再結晶

Abstract:In order to further promote the manufacturing quality of stainless steel welded pipe and seamless steel pipe,reduce the trade dispute,in this article,it compared the relative clauses detail differences and the development of stainless steel pipe standard of Europe,the United States and Japan,analyzed the influence of steel pipe manufacturing method on appearance quality,especially the harmful influence of uneven plastic deformation or localization,annealing process namely the recrystallization on surface texture and defects.It also discussed the importance of cold finishing,namely light drawing or light rolling,pickling,visual inspection,and the repair and maintain process,as well as the control details.Put forward that straight marks and other imperfections detected by VT should be listed as the consistent repair and maintain requirement,metallographic test cannot be used for evaluation of stainless steel pipe corrosion resistance and surface quality,in order to make up for the insufficient of existing standards.

Key words:stainless steel pipe;manufacturing method;surface imperfections;visual inspection;surface roughness;surface texture;plastic deformation localization;recrystallization

耐蝕性是不銹鋼管區別于其他鋼種的重要特性。保證其耐蝕性的3個基本要素分別為：①不銹鋼管的內外表面質量；②不銹鋼管的化學成分；③不銹鋼管的微觀組織。近十年筆者在從事不銹鋼管生產和工貿技術監督工作中發現，不銹鋼表面質量在無縫和焊接不銹鋼管的生產過程很容易被忽視，因而經常引發工貿爭議的多發問題。本研究將在文獻[1]基礎上從比較歐、美、日不銹鋼管標準中有關條款的細節差異及發展入手，分析不銹鋼管表面狀態或外觀質量的3個核心層次，指出它們與不銹鋼管的制造過程，特別是成型方法的相關性，強調精整和目測檢驗工序的重要性及必須注意的細節。以彌補文獻[1]的不足并與業內人士共商，促進不銹鋼焊管和無縫管制造質量的進一步提升。

1 重要術語

為了便于討論，首先明確幾個重要的英文術語的中文譯法或其內含。

1.1 精整（finish）

精整（finish）是指只從工件表面除掉極薄材料層或不除掉材料，以降低表面粗糙度或強化其表面性能的一系列表面精或光整加工[2]，對不銹鋼（管）來說是強化其表面耐腐蝕性的不可或缺的特定加工工序。細磨、研磨、拋光、光軋或光拔都應屬于這類加工工序。歐美鋼管標準所稱hot finished（熱精整）、 cold finished（冷精整）及 mill finished（軋制精制）都應該是指批量生產中最后一道減壁、減徑或減斷面率極小（1.5%）甚至更低（0.5%）的光軋或光拔。把finish簡單化地譯為“加工”會抽去其十分嚴重的精髓。根據實際狀況合理選擇批量生產中的精整方法對保障表面質量具有決定性意義。

1.2 做工（workmanship）或精工細作（workmanlike finish）

做工（workmanship）或精工細作（workmanlike finish）都是指手工操作或精工細作的技藝，意味著精整應由訓練有素的技工作精心操作。實際就是指鋼管表面質量修磨。如果采用磨削方式，應該用很細或由粗到細的砂輪（砂帶）緩慢地變換方向，交叉地磨光，以消除表面瑕疵，達到表面光整一致性目的，不能簡單的譯為工藝或加工。文獻[3]中把它譯為“工藝質量”或許也是可取的一種處置，不過其實質是除了批量生產中安排精整工序，還必須附加必要的手工修磨或修整。

1.3 缺陷（defect）和瑕疵（imperfection）

歐洲每一項鋼管標準和美國石油管道標準中都會同時出現缺陷（defect）和瑕疵（imperfection）這兩個詞，其他美國標準則常用缺損或損傷（flaw）代替后者。到目前為止，在我國一些加工行業英漢詞典及材料標準中，兩者大都混為一談而不加區分。20多年前歐美可能也是如此，但目前都已有明確區分（見表1）。這是因為現代材料科學已確認材料強度計算中的連續性假設實際上是不存在的，包括不銹鋼在內的實際工程材料中總是包含許多不連續性（discontinuities）或不一致性（irregularities），而當代NDT雖然已經可以檢測到很細小的各類瑕疵，但其檢測范圍仍然是有限的。歐美在用詞上并未完全一致，但瑕疵是NDT的結果，而缺陷則是評估（evaluation）的結論，則已完全統一。需要注意以下幾點：①NDT和評估是彼此有聯系又有不同內含的概念；②鋼管表面和內部的NDT方法很多（見表2），但是ASME BPVC：2013中確認的表面NDT方法卻只有幾種（見表3），其原因值得思考。對鋼管內壁，PT很難實施，VT就成為唯一實用方法；③從尺度上講，瑕疵可能是微觀的（晶格尺度為納米級及晶粒尺度為微米級）或宏觀的（毫米級）。目前所有實用NDT方法實際仍只限于宏觀尺度。ENISO 5817：2014（鋼、鎳、鈦合金焊接接頭瑕疵分級）中焊縫內部瑕疵列有裂紋和微裂縫[4]。后者的定義為放大50倍可分辨出的裂紋。同時指明該尺度的微裂紋尚不能用任何NDT方法檢測，只能通過專門設計的某些抗裂試驗方法，實質是用特定擴展微裂方法作評估。文獻[5]也明確指明UT檢測不到晶粒尺度的不連續性。文獻[6]指明ET可檢測出最小表面裂紋尺度為（0.5 mm×5.08 mm）或（1.27 mm×2.54 mm）。 文獻[7]指出介觀（mesoscopic）尺度（0.1～10 μm）的內應力目前尚無法測定。由表3可見，晶間腐蝕裂紋不能用金相試驗評估。認識上述瑕疵的NDT和缺陷的評估技術現狀很重要，否則就會造成許多莫名的爭議。有的實驗室把200倍金相試樣上照片所見的裂縫判定為晶間腐蝕裂紋即為一例。

表1 國外相關材料標準中給出的缺陷或瑕疵術語定義[4]

表2 金屬材料實用NDT方法適用性能比較[8]①

表3 表面瑕疵的NDT（E）檢測方法①

1.4 織構（texture）和表面織構（surface texture）

織構（texture）和表面織構（surface texture）是描述不銹鋼類多晶體材料中晶粒方向、大小和形狀分布特征的重要概念或代名詞，其不僅決定了材料的強韌性等力學性能和耐蝕性能，也是產生各種內部或表面瑕疵的要因；不同加工過程所產生的織構是不相同的；鑄、軋、焊、熱處理都可能改變織構而形成材料性能和瑕疵的不同特征。許多人總認為無縫管的性能總是優于焊管，實際上可能并非必定或必然如此，一個重要原因就是前者的表面織構比后者更難以掌控或優化。這對要求耐SCC、孔蝕、縫蝕或熱機械疲勞的不銹鋼和耐熱鋼管來說尤其重要[7,9-17]。筆者試圖以此切入闡明表面質量的本質和監管，不當之處誠請批評指正。

2 國內外不銹鋼管標準中外觀質量條款

2.1 歐洲不銹鋼管標準

2004年以后歐盟統一頒布的EN 10216-5《壓力應用無縫不銹鋼管》、EN 10297-7《機械結構用無縫不銹鋼管》、EN 10217-7《壓力應用焊接不銹鋼管》及EN 10296-2《機械結構用焊接不銹鋼管》4個不銹鋼管標準中，外觀質量一節有幾乎完全相同的條款：

（1）鋼管內外表面不得存在可目測到的缺陷。

（2）鋼管內外表面必須采用規定的制造方法精整，包括經過適當的熱處理。通常這種精整所有表面瑕疵均已作了一致性的表面修整。

（3）只能采用磨或刮削方法進行表面瑕疵修整，修整后修整部位壁厚不得小于最小規定值，所有修整部位應光順地過渡到鋼管的輪廓。

（4）侵害到所規定最小壁厚的表面瑕疵必須判為缺陷，包含此類缺陷的鋼管必須判定為不符合標準。

（5）僅在購方同意時才能允許對焊縫進行修補，修補應在熱處理前進行并經NDT。修補焊縫可添加或不添加填充焊絲，但添加焊絲僅適用于OD≥168.3 mm的焊管。修補長度不得超過焊縫總長度的20%，并必須按所編制的焊接工藝評定規范進行操作。此條款僅為焊管標準所列。

值得指出的是，筆者注意到：①上述第（4）或第（5）條幾乎是歐盟所有其他鋼管標準，其中包括EN 10216-1《室溫壓力應用無縫非合金鋼管》、EN 10216-2《高溫壓力應用無縫非合金及合金鋼管》、EN 10216-3《壓力應用細晶粒無縫合金鋼管》、EN 10216-4《低溫壓力應用非合金及合金無縫鋼管》，EN 10217-1《室溫壓力應用焊接非合金鋼管》、EN 10217-2《高溫壓力應用焊接非合金及合金鋼管》、EN 10217-3《壓力應用焊接細晶粒合金鋼管》、EN 10217-4《低溫壓力應用非合金電阻焊管》、EN 10217-5《高溫壓力應用SAW非合金及合金焊管》、EN 10217-6《低溫壓力應用SAW非合金鋼管》，EN 10296-1《機械結構用非合金及合金鋼焊管》，EN 10297-1《機械結構用非合金及合金鋼無縫管》，EN 10305-1《精密應力無縫冷拔鋼管》、EN 10305-2《精密應力冷拔焊接鋼管》、EN 10305-3《精密應力冷定徑焊接鋼管》、EN 10305-4《氣和液壓系統用無縫冷拔鋼管》、EN 10305-5《冷精整方或矩形焊接鋼管》、EN 10305-6《氣和液壓系統用冷拔焊接鋼管》所有壓力應用、結構或機械應用、精密應用的無縫或焊管標準所共有的[4]；②唯一的區別是幾乎所有所列的非合金鋼管或非不銹鋼的其他合金鋼管標準中（除EN 10305-1～6、EN 10216-1、和EN 10217-1外）大都還附加“有深度大于5%t或3 mm（兩者較小值）的不連續性必須作修整，但深度≤0.3 mm的瑕疵則不必作修整”的文字，而在所有不銹鋼管（及精密應用鋼管）標準中，是沒有這些文字的。顯然這是從保障不銹鋼的耐局部腐蝕性出發制定的十分必要的合理要求。除不銹鋼管以外，其他所有非合金鋼管均不具備抗腐蝕和局部腐蝕性，因而也就可允許表面存在0.3 mm甚至更深的不連續性存在，可見這是一條十分重要的原則區別；③EN 10312： 2003， 即薄壁（t=0.6～3 mm）水輸送用不銹鋼焊管標準的外觀質量一節中只包含上述第（1）、第（4）和第（5）條款，另有“焊接條件應嚴加控制以使焊縫熱色差最小而保證耐蝕性不致降低”的敘述。說明該標準所指薄壁不銹鋼焊管只要嚴格控制焊接參數就可以保證耐蝕性所要求的表面質量基本要求而無需另作精整；④焊接鋼管只要經過冷拔或冷定徑/精整（cold size）都可以達到精密應用要求，其中包括方形及矩形焊管。

2.2 美國ATSM不銹鋼管標準

文獻[1]中已指出ASTM A376/A376M是美國不銹鋼管產品標準對外觀質量及精整要求條款中最為詳盡的。其核心內容完全跟上述歐標中的前4條條款相近，其他眾多不銹鋼管產品標準中對此規定卻有不少差異：

（1）大多數非管道用不銹鋼管（tube）標準，其中包括 ASTM A213/A213M、A249/A249M、A268/A268M、A269、A632、A289/A789M 等都只在“表面狀態”一節簡單指出必須作酸洗除氧化皮。

（2）大多數管道用不銹鋼管（pipe）標準，其中包括ASTM A312/A312M、A358/A358M、A409/A409M、A813/A814M、A814/A814M、A790/A790M及A928/A928M都在“工藝質量、精整和外觀（workmanship、finish and appearance）”一 節 中 用“精工細作的精整（workmanlike finish）”這個隱含豐富內含的詞概括了上述歐標中第（1）～（3）條要求，并注明磨除表面瑕疵后，壁厚應在允許范圍內。根據瑕疵這個術語在ASTM A941中明確定義，可以認為其實質完全與ASTM A376/A376M中的詳述要求完全相同。

（3）ASTM A688/A688M和A303M二項超臨界熱電站及核電站用送水加熱器所用不銹鋼薄壁管標準同時列有上述“表面狀態”及“做工質量、精整和外觀”，并特別指明：鋼管必須經硝酸和氫氟酸混合液清洗后經流水沖洗、烘干或經光亮退火，不僅規定在制成送水加熱器、即承受彎管和擴管加工后不能有裂縫和其他可檢測到不連續性或瑕疵（flaws）（此前必須對所有表面瑕疵作精整，否則彎管或擴管時會出現裂縫及其他擴大的瑕疵），而且還得測定內外表面的氯化物含量不超過10.7 mg/m2。說明這類將在高溫高壓水蒸汽、高負荷（水流量高達1 000 t/h）工作的熱交換器用不銹鋼薄壁管（t=0.7～0.9 mm）因耐蝕性要求特高而對表面質量精整要求十分苛刻。美國善于生產此類不銹鋼焊管的工廠還指出，此類焊管不宜對焊縫作機械修磨，以免產生不合格的壁厚畸變，對焊管做整體精拔或對焊縫作精軋是唯一正確精整途徑[18]。

（4）由于美國ASTM標準把鎳的質量分數大于25%～35%的不銹鋼列為鎳合金，這部分高鎳不銹鋼管被列在ASTM B316等標準中，其中也往往單列有“工藝質量、精整及外觀質量”一節，說明這些高鎳小直徑薄壁不銹鋼管也要特別注重表面精整。

（5）醫衛、食品、半導體及生化工業應用的超凈不銹鋼管，ASTM A270中規定其表面應作軋制精整、或80～240目磨料磨光，或電解拋光，后者并可約定按ASME B46.1標準作表面粗糙度Ra測定，但必須同時約定測定方向。

（6）只有 ASTM A511、A778及 A554三項不銹鋼管標準中明文規定有：壓痕、直道（straightening marks）、模痕、輥痕、細小麻點及氧化皮不認為是缺陷（defects），或尺寸不大于10%t或0.05 mm的瑕疵若購方同意可以允許不作修磨。這是美國標準中對不銹鋼管表面質量的最低要求，但前提是購方認同。還要注意這些標準都未列入ASME BPVC作為鍋爐壓力容器選材標準，即無對應的ASME SA鋼管標準。

（7） ASTMA999/A999M 及 A1016/A1016M 兩項不銹鋼管（pipe和tube）通用材質標準中包含政府采購一節中規定：“每支鋼管必須具有均勻的質量及狀態即最佳表面值的精整。像劃痕、直道、輕微磨痕或壓痕、淺孔蝕及氧化皮花紋之類表面瑕疵只要磨除以后壁厚大于其允許公差0.1 mm就認為是可接受的，但瑕疵磨除后必須見底，且修磨處外形輪廓圓整和光順。”這一段實質上與歐標中規定完全相同的文字早在這二個標準派生前（1996和2002年）就可以從它們的母本ASTM A450/A450M及A530/A530M中找到。說明歐洲標準只是把美國的政府采購要求推廣到所有不銹鋼鋼管表面質量要求而已。而美標的高質量表面要求則必須全面而系統地理解美標才能讀懂。

美國不銹鋼產品標準中對表面質量有不同的表述，其原因可能是：①ASTM A213、A268、A269等標準的歷史已超過60～70年，從專業文獻[2，19]及ASME B46.1可查到冷軋、冷拔均能達到3.2～0.8 μm表面粗糙度質量，實際是早已掌握批量生產精軋或精拔的合理操作流程，各種冷熱加工金屬表面可達粗糙度大致范圍如圖1所示；②所有稱為pipe的不銹鋼管生產歷史要稍晚一些，其外徑較大，而壁厚較小，需采用熱軋、熱擠壓生產方式，或冷軋、冷拔時潤滑困難，加上吊運難度增加等原因，使人們一開始就認識到特別注意質量修飾性精整，即手工修磨常常是不可避免的；③除氧化皮（酸洗或鈍化）、精整或表面瑕疵修整、表面粗糙度或潔凈度3項表面質量層次或等級都是與加工成本想聯系的。美國大多數不銹鋼管都包含有前兩個要求，最后一個是更苛刻的，只在少數特別產品中有。另外機械結構等應用的不銹鋼管保留著比較低的表面瑕疵修整要求，都是權衡耐蝕性或使用壽命與價格的成本；④對表面瑕疵或質量的認識有一個發展和深化的過程，甚至迄今亦尚不完整，更未完全統一，但現今歐標中敘述代表的總體方向是應該肯定的。

圖1 各種冷熱加工金屬表面可達粗糙度大致范圍

2.3 日本不銹鋼管標準

中文譯本JISG 3459等大多數日本20世紀老標準及 2004年前新修訂的 JISG 3446、3448、3459、3468等不銹鋼管標準中對外觀質量都只有：①“應筆直、兩端垂直于管軸線”；②“內外表面精整良好，無有害于使用的缺陷”；③有的加上“特殊要求可雙方約定”的簡約文字。2010年前后頒布的日標修訂版已基本采納了上述歐標的規定。此外老的JISG 3447中曾明確規定：①表面要用400目磨料細磨；②食品工業用鋼管內壁Ra＜1.0 μm，外表面Ra≤2.5 μm，焊縫外表面Ry＜16 μm。 但是JISG 3447—2015已取消了對Ra值的要求。

2.4 德國舊版不銹鋼管標準

嚴格來講，上述歐標頒布后，德國舊版DIN 17455、 DIN 17456、 DIN 17457、 DIN 17458 四項不銹鋼管標準都已被替代。只因歷史原因，國內外不銹鋼管流通中有時還會遇到按這些標準訂貨的案例。這些20世紀的版本中對表面質量的要求都比較簡單，也比較低。如DIN 17457-85在5.8中曾規定：“除拋光類成品外，允許表面存在由生產方法決定的輕微不規則性，如凸起、凹陷或劃痕，但最小壁厚必須滿足要求”。

2.5 法國核電用不銹鋼標準

法國RCC-M壓水堆核電站核島設備建造規則中多項不銹鋼采購標準對表面質量都有明確的表面粗糙度要求。這顯然是為了確保其安全可靠性而附加的苛刻要求（見表3）。其要害是對表面精整的嚴格要求。

2.6 國標

也許正是受上述日本、德國舊版標準的影響，我國不銹鋼管標準至今對表面質量要求仍遠低于新的歐標。例如：

（1）GB 13296—2013仍在6.10中規定，在鋼管內外表面上，直道允許深度應符合如下規定：①冷拔（軋）鋼管不大于4%t，且最大深度為0.2 mm；②熱軋（擠壓、擴）鋼管不大于5%t，且最大深度為0.4 mm。

不超過壁厚負偏差的其他局部缺陷允許存在，其要害是0.2 mm或0.4 mm深的直道或其他壓抗、麻點等這些由冷、熱拔或軋制生產方法產生輕微凹陷或劃痕，無須作精整修磨的非不銹鋼管低標準要求。

（2）GB/T14976—2012允許的直道深度為0.05～0.3 mm（冷拔、軋）或 0.5～0.8 mm （熱軋、 擴管）。

（3） GB/T 12771—2008、 GB/T 24593—2009都允許“深度不超過壁厚負偏差的輕微劃傷、壓抗、麻點”存在。

（4）最近頒布的兩項核電站用不銹鋼管標準GB 24512-3—2014和GB 30813—2014分別與表1所列M-3318和M-3314相對應，其中的表面粗糙度要求數值也看似相近。但是在要求Ra＜6.3 μm或12.5 μm的GB 24512-3中卻同時規定表面直道允許深度：①“冷拔（軋）及機械加工管交貨，＜4%t或0.2 mm”；②“熱軋（擠、頂、鍛、 擴）管＜5%t或 0.4 mm”，以及“深度＜5%t或 t=6.00 mm時＜0.3 mm的局部缺陷允許存在”。法國核島用不銹鋼管采購標準對表面質量要求見表4。目前國內核電用管也執行表4標準。由表4可見，表面質量可能是國內核電用不銹鋼管制造質量尚不能滿足采購要求的主要障礙。

表4 法國核島用不銹鋼管采購標準對表面質量的要求①

（5） YB/T 4205—2009和 YB/T 4223—2012是我國頒布的給水加熱器用無縫不銹鋼管、焊管行業標準。前者雖規定 “不允許有裂紋、直道、折疊、分層、軋折、機械劃痕、氧化皮及結疤”及“清除厚壁不超過負偏差”，卻又有 “不超過鋼管壁厚負偏差的輕微劃傷、壓抗、麻點允許存在”。這些明確指出允許存在“其他缺陷”、“輕微劃傷”、與“機械劃痕”、“直道”，如何劃分或定義仍然是含糊不清或難以界定。

從以上可以看出，我國不銹鋼管標準對表面質量要求大都仍停留20世紀德國等老標準的框架內，這或許是我國不銹鋼管制造業高端化進程中應必須突破的瓶頸。

3 有效的表面質量目檢

目測檢驗（VT）其實是一種經濟而有效的表面質量無損檢測方法。但或許是長期以來受國外標準的影響或誤導，其中包括據ISO 9712：1999移植的GB 9445—2005及更早的GB 5616—1985中所稱NDT方法都只有ET、PT、MT、RT和UT五種方法，致使NDT從業人員或質檢機構忽視、甚至遺忘了VT。不銹鋼管制造和流通中往往盲目崇尚RT、ET或UT，亦與此有關，以致時至今日表面或外觀質量仍是流通中最為多見的爭議焦點。近幾年情況稍有好轉，許多不銹鋼管標準都已把VT列為檢驗內容。但也出現一些不規范，甚至濫用VT的現象。例如有質檢人員僅用手電筒向不銹鋼管內壁一照就能判定小直徑不銹鋼管內表質量不合格而要求退貨，說明對VT的認識很膚淺且十分不嚴肅。實際上ASME BPVC NDE篇明確指出（見表3），只有具有特定資質的人員才能在恰當條件下進行有效的VT，特別是無縫鋼管壓力加工制品的表面可能存在的裂紋、折疊和縫之類瑕疵。1980年美國機械工程師學會 （ASME）為強化核電部件VT檢驗，曾制訂了120 h的VT培訓計劃[5]，可見培訓對VT同樣十分重要而不可缺少。

3.1 VT的優缺點

以DIN 13508、BS 12108為范本制定的EN 13508、EN 13018，以及美國NDT學會編寫的NDT手冊 V.9（VT分冊）[21]和 NDE手冊第 3章（VT）[5]均指明檢驗員直接VT是最經濟、快速、靈敏、靈活、適用性廣、培訓要求低、設備要求不高的表面瑕疵或缺陷，其中包括表面裂紋、壓抗、折疊、模痕、直道等有效NDT方法。因此歐標的每一項鋼管標準以及EN 13480-5管道檢驗標準，以及ASME BPVC（表3）都把VT列為表面質量必須的檢驗方法。

VT的缺點：①要求光線到達檢測部位表面以使目測者可用肉眼看清并理解或解釋所涉表面異常現象；②待檢表面的形狀、尺寸、表面不平整或粗糙度及其形貌復雜性、瑕疵的方向性等可能干擾VT的正確判別。例如小直徑鋼管的內壁就很難直接用肉眼VT。為此必須采用內窺鏡、遙控攝像、計算機視覺等間接VT方法。但要達到滿意的VT靈敏度及分辨率等要求，成本和培訓要求也相應提高。這種間接VT實際上已成為并不亞于RT、UT的高科技NDT方法。

3.2 VT的基本要求

（1）視距和視角。EN 13018及文獻[21]均指明VT的視距應在600 mm之內，視角則應≥30°（如圖2所示）。這不僅是直接VT必須遵守的規矩，也是獲得足夠清晰圖像，以達到判別靈敏度或分辨率的各種間接VT基本規矩。

圖2 目測檢驗的視距和視角范圍[21]

（2）足夠和適度的光照。一般地講整體和局部VT光照應達到160LX或500LX。同時還要注意：①最佳視點的光照方向，即有時需根據瑕疵方向改變光照方向才能發現瑕疵的存在；②防止過強的光照可能引起的閃耀，影響VT的真實性；③光源的波長要合適，不恰當的色差也可能造成誤判；④要考慮表面反射可能產生的光疊加現象。

（3）10倍放大鏡是必備的輔助工具，以發現表面很細小的裂紋等缺陷或瑕疵（10 μm的發紋在10倍放大鏡下為0.1 mm，這可能是目測檢測大致能發現的細微裂紋極限寬度）。

3.3 限定視距和視角的重要性

VT本質是根據表面瑕疵的圖像判別其大小和性態。直接VT是待測表面瑕疵用眼球內圖像做判別。顯然視距增大，圖像越小，清晰度或分辨率就越低。而視角則受眼球內成像膜尺度的限制，圖3所示為視角變化邊界受眼球視網膜中成像范圍的限制。由圖3可見，只有在垂直于表面±20°視角范圍內圖像才能成像，否則不僅圖像看不到，而且尺寸也會有畸變（如圖4所示）。因此VT或攝像都必須是正面垂直方向才是最真實的，斜視或側視攝像總是難以判別真實相貌的。在管端表面，距離管端越遠，視角越小，加上光線在內壁多次反射引起的疊加及閃動，根本不可能看到內壁的真實情況，反而可能被光的多次反射現象及手電筒的抖動所造成光源的閃動引起的一些假象所誤導，因此這樣的VT完全是徒勞而無效的。

圖3 視角變化邊界受眼球視網膜中成像范圍的限制[21]

圖4 視角影響對物體尺寸的判斷[21]

3.4 VT的時段

最終VT試樣最好在酸洗前完成修磨，但在無縫鋼管制造中的每一段形變過程后都要及時進行，以防裂縫等瑕疵隨后的擴展。

（未完待續）

致謝：中廣核公司采購質保處陳慶工程師參與了本文某些問題的討論，并提供了lRCCM—2007相關資料，特此致謝！

[1]何德孚，曹志樑，周志江，等.從歐美日標準看我國不銹鋼管制造業現狀及發展前景（下）[J].鋼管，2009，38（1）：63-69.

[2]KALPAKZIAN S，SCHMID S R.Manufacturing Engineering&Technology （4th ed）[M].USA：Prentice-Hall lnc.，2001.

[3]ASME.鍋爐及壓力容器規范（BPVC）[M].中國《ASME規范產品》協作網，譯.北京：中國石化出版社，2001.

[4]ISH Worldwide Specs and Standards，2016[S].

[5]CHARLESS J.Hellier Hand book of Non-destructive Envaluation（2nd ed）[K].USA：McGraw Hill，2013.

[6]ROJAS J I，CABRERA B，MUSTERIN G，et al.Innovative NDT technique based on ferrofluids for detection of surface cracks[J].J.of NDE，2015，34（4）：34-36.

[7]Louisetle Priester Grain Boundaries and Crystalline Plastic[M].London：John Wileg&sons Ltd，2011.

[8]MAATIAS R V，ARMANDO A J.Robust Speckle Metrology Techniques for Stress Analysis and NDT[M].USA，bellingham：SPIE Press，2014.

[9]VERLINDEN B，ORIVER J，SAMAJDAN I，et al.Thermomechanical Processing of Metallic Materials[M].UK：Elsevier/Pergamon press，2007.

[10]AUTOLOVICH S D，AMSTRONG R W.Plastic strain localization in metals：Origins and consequences[J].Prog-Progress in Materials Science，2014，59（1）：1-160.

[11]DOHERTY R D，HUGHES D A，HUMPHREYES F J，et al.Current issues in re-crystallization：a review[J].Materials science&Engineering，1997，238（2）：219-274.

[12]PADILHA A F，PLANT R L，RIES P R.Annealing of cold-worked austenitic stainless steels[J].ISIJ inter.，2003，43（2）：135-143.

[13]WASNIK D N，GOPALAKRISHNAN I K，YAKHMI J V，et at.Cold rolled texture and microstructure in 304 and 316 ASS[J].ISIJ inter.，2003，43（10）：1581-1589.

[14]HOSFORD W F，CADDELL R M.Metal Forming：Mechanics and Metallurgy（4th ed）[M].USA：Cambridge Univ Press，2014.

[15]PATRICK R C，MING T，SHEN J D，et al.Grain boundary Complexions[J].Acta Materials，2014，62：1-48.

[16]SEMIATIN S L.ASM Hand book V.14A Metal Working：Bulk Forming[K].USA：ASM lnter，2005.

[17]DAVIS J R.Stainless Steel[M].USA：ASM inter，1994.

[18]JANIKOWSKI D S，Roth R.Making for the grade withstainless steel tubing[J].Power Besiness and Techology for the Globel Generating industry，2007，151（10）：78-81.

[19]LARONX K G.Mass Finishing Handbook（1st ed）[K].USA：industrial Prees Inc.，2007.

[20]RCC-M—1999，法國壓水堆核島機械設備和建造規范[S].

[21]MOORE P O.NDT Handbook V.9：Visual Testing（3rd ed）[K].USA：American Society for NDT，2010.

[22]FRANTSEN J E，MATHIESEN T.Specifying stainless steel surfaces for the brewery，dairy and pharmaceutical sectors[C]∥Corrosion conference and Expo.[s.l.]：NACE，2009：1859-1877.

[23]MATHIESEN T，FRANTSEN J E.Corrosion aspects for stainless steel surface in the brewery，dairy and pharmaceutical sectors[C]∥Corrosion Conference and Expo.[s.l.]：NACE，2009：1848-1858.

[24]GUMPEL P，HARTNAGL A.Influence of the surface condition on corrosion behavior of stainless steel[J].Materials and Corrosion，2016，67（6）：607-620.

[25]LADWEIN T，SORG M，SCHILLING S.Characterization and optimization of the functional properties of stainless steel surfaces[J].British Journal of Clinical Psychology，2009，42（4）：427-432.

[26]趙志業.金屬塑性變形與軋制理論[M].北京：冶金出版社，2012.

[27]呂應華.金屬塑性變形與軋制原理[M].第2版.北京：化學工業出版社，2007.

[28]何德孚，王晶瀅.不銹鋼管應用中的低溫敏化及其抗敏化性能掌控新識（下）[J].鋼管，2016，45（2）：67-77.

[29]何德孚，王晶瀅.凝汽器和送水加熱器用不銹鋼焊管制造質量控制細探（下）[J].焊管，2015，38（8）：51-59.

[30]何德孚，王晶瀅.碳氮共控時代的普通奧氏體不銹鋼管性能控制[J].焊管，2014，37（3）：44-54.

編輯：李紅麗

2016年焊管學術委員會七屆一次會議成功召開

【本刊訊】中國金屬學會軋鋼分會焊管學術委員會七屆一次會議于2016年11月29～12月1日在浙江省湖州市成功召開。本次會議由中國金屬學會軋鋼分會焊管學術委員會協同《焊管》期刊社聯合舉辦，渤海石油裝備制造有限公司承辦，會議得到浙江金洲管道工業有限公司的大力協助。中國金屬學會軋鋼分會秘書長陳其安、焊管學術委員會原主任、國內知名焊管專家王曉香應邀出席，近80位來自焊管學術委員會的委員（代表）及國內焊管行業的專家參加了此次會議。

為了準確把握焊接鋼管行業的生產及市場現狀，加快國內焊管產業的快速發展，加強國內焊管企業之間的技術交流與合作，中國金屬學會軋鋼分會焊接鋼管學術委員會召開了此次會議。本次會議共征集并優選論文28篇，內容涉及焊管行業發展綜述、管線鋼研究開發、焊接鋼管新產品研發和制造工藝研究、焊接鋼管檢驗及測量技術、焊管生產線信息化建設等方面，反映了一年來我國焊管技術的巨大進步。會議安排14篇論文的作者進行了大會交流。

會上，首先由中國金屬學會軋鋼分會秘書長陳其安致辭；接著，第七屆焊管學術委員會主任王旭代表焊管學術委員會做了《2016年學會工作匯報》；國內知名焊管專家王曉香作了題為“2016年國際管道大會的見聞和體會”的主題技術報告；會議還安排，由寶鋼股份有限公司制造管理部王波等作者發布了關于管線鋼及焊接的論文6篇，番禺珠江鋼管（珠海）有限公司黃克堅等作者發布了關于焊管新產品開發的論文4篇，中國石油集團石油管工程技術研究院黃磊等作者發布了焊管制造及檢驗工藝的論文4篇。大會現場對本次會議征集的論文進行了評比，評選出一等獎2篇，二等獎3篇，優秀論文若干，并為獲獎作者頒發獲獎證書。

本次會議得到了軋鋼分會領導的關懷和廣大委員單位的大力支持和協助，與會代表對本次會議的成功召開給予了高度的評價，取得了很好的交流效果。認為此次會議對于我國焊管行業企業加快創新發展、轉型升級，起到了積極、有效的推動作用。

Appearance Quality of Stainless Steel Pipe and Vision Testing(Ⅰ)

HE Defu1,WANG Jingying1,2

（1.Shanghai Jiuli Industrial&Commercial Development Co.,Ltd.,Shanghai 200135,China;2.Zhejiang Detrans Piping Co.,Ltd.,Huzhou 313105,Zhejiang,China）

TG142.71

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2017.01.004

2019-09-28

何德孚，男，上海交通大學教授，上海久立焊管研究所所長。