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摘要：无缝钢管应用于我们生活的每一个角落，小到日常的生活中的天然气管道、自来水管道等，大到国家能源开采的输送过程，如石油开采、天然气输送等。然而无缝钢管在制造过程中最容易产生的一个问题就是钢管开裂，无缝钢管的开裂造成的影响非常大，不仅使得所用的原材料损失掉，有时还会造成人员的伤亡，如何控制无缝钢管的开裂情况，国内很多专家经过多次实验在寻找最好的控制方法。本文笔者将从无缝钢管的生产过程中可能引起钢管开裂的一些因素进行分析和阐述，主要是生产钢管所用的原材料和内部组织来分析，最后提出一些预防钢管开裂的措施。
关键词：无缝钢管开裂；原始材料缺陷；金相组织；预防措施
1 概述
无缝钢管外实内控具有中空截面，与一些实心的材料相比，无缝钢管周边不存在接缝，内部中空，在某些方面的应用比其他钢材更具有适用价值。无缝钢管使用途径不一样时，对其的尺寸（包括外径、壁厚、直度等）、表面状态和各种性能都有不同的要求。无缝钢管除大量用在天然气开采、石油开采和输送过程以外，在人们的日常生活过程中应用也是十分广泛的，比如是骑车制造过程、机械制造过程的传送轴、电缆输送管、压力容器辅助配件等应用[1]。
2 影响无缝钢管开裂的主要因素
2.1原始材料缺陷对无缝钢管开裂的影响
无缝钢管的生产过程及其复杂，首先时把炼好的钢水铸造成钢坯，一般是圆形钢坯，对钢坯进行加热、穿孔、扎制、定径等重要工序。现实扎制过程所使用的原始材料就是浇铸成型的圆形管坯。在现实生产过程中影响管坯生产的因素较多，主要因素有管坯的生产环境和生产工艺，管坯生产过程带来的缺陷也很多，比如偏析、非金属夹杂物、管坯疏松等等，这些缺陷在一定程度上对钢管开裂也有一定的影响。
（1）管坯的元素成分偏析对钢管开裂的影响分析。首先需要了解元素偏析的概念，即管坯中的各种个金元素在结晶的过程中形成的不均匀分布的现象。由于在无缝钢管中的所有化学元素都有其特点的性能，钢管生产过程中如果发生偏析，钢管的局部就会形成力学性能偏向，化学成分分布不均匀，从而造成钢管局部应力比较集中，最终在生产过程中导致开裂。
（2）管坯中的非金属夹杂对无缝钢开裂的影响分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无缝钢管的生产过程中，存在于无缝钢管里面的金属夹杂物一般都是D类环球氧化物，一般要求D类环球氧化物级别不大于2级，当大于2级时，就会促进钢管形成开裂，从而导致钢管生产的不合格。
2.2金相组织对无缝钢管开裂的影响
所谓的金相组织，就是指使用一些精密仪器，比如电子显微镜及金相显微镜等对金属材料进行观测、分析和辨别金属材料中的显微组织[2]。
金属材料中的带状组织对无缝钢管开裂的影响。一般情况下金属材料中的带状组织控制在3级以下，一旦达到3级以上的时候，就会很有可能地对金属材料的后续使用或加工过程带来很大的一些，需要特别重视和注意，所以说无缝钢管中的带状组织要控制在一定的级别之下才能够有效地消除其对无缝钢管开裂的影响。
3 无缝钢管开裂预防措施
3.1原始材料缺陷的预防措施
（1）管坯中非金属夹杂预防措施。一般来说，金属中的夹杂物使得金属的内部组织变得不够均匀，而且降低了金属内部的连续性，因此将夹杂物特性视为金属内部组织均匀及质量评价的一个很重要因素。在无缝钢管的生产过程中，其金属夹杂物的来源主要有两个方面：内源和外源。对于由于内部存在夹杂物的，应该注意在炼钢的过程中增加对脱氧剂的使用和含量的控制，同时还可以选择氮气的吹入来减少金属夹杂物的存在。对于外因，应该利用一些优质的结晶器保护渣或者采用质量较高的耐火材料，从而可以减少甚至是避免炼钢保护渣被卷入到钢水中去。
（2）钢坯成分偏析预防措施。现实生产过程中的元素偏析一般都是碳含量偏析，因为钢种一般碳含量都是最高的，碳含量的偏析问题只能通过技术的手段来控制或者减少，想要彻底避免碳含量的偏析是不现实的。通常采用的是控制冷却速度、浇铸速度、加强搅拌等方式来达到控制碳含量偏析的问题。
3.2金相组织缺陷预防措施
（1）带状组织预防措施
无缝钢管的生产过程中带状组织的产生主要是通过以下两个方面，一种是生产过程中加热的温度控制不恰当，这时也会产生带状组织，一般情况由于变形加工而引起的带状组织是可以通过采用热处理的方式进行消除的。另一种是由于化学成分偏析而造成带状组织，这种带状组织通常可以通过控制钢管生产过程中的元素偏析来控制的。
（2）金相组织异常预防措施
生产过程中有时会出现出现一些预期之外的组织成分或者组织形态，这就会造成金相组织产生异常，比如说晶粒过于粗大、金属组织大小不均匀、金属内部组织异常等一些情况，而通过长期的生产研究，人们会发现以上情况的产生都会与现场的热处理过程产生关系，如果钢管在热处理过程中，热处理温度或者条件控制的不合适就会使得金属组织的金相出现异常。在平时的生产过程中，钢管的热处理都是根据长期积累下来的经验来进行控制的，热处理过程中只有控制好相应的温度、保温时间以及冷却方式就能很好地避免金属组织发生金相异常。
4 结束语
本文主要根据现场的生产经验积累，对钢管开裂问题从原材料管坯的原始组织以及钢管生产过程的金相控制等方面进行分析，找出影响钢管开裂的主要因素，在实际的生产过程中对相应的影响因素加大控制，从而达到减小或者避免钢管开裂情况的产生。为工厂的生产减少损失和避免安全事故发生，从而对钢管生产技术进一步进行了相应的提高。
参考文献
[1]王建波.谈无缝钢管厂的环境保护与发展利用[J].科技向导，2011，(33):1-1.
[2]陈清.钢管裂纹分析[J].装备制造，2011，11(3):30-32.
论文作者:晁峰涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/30
标签：金相论文; 组织论文; 钢管论文; 过程中论文; 带状论文; 预防措施论文; 金属论文; 《防护工程》2017年第34期论文;