不銹鋼無縫鋼管質量控制要點
不銹鋼無縫鋼管廣泛用于高壓、低溫和耐腐蝕環境管系，力學性能、工藝性能和耐腐蝕性是衡量鋼管質量的三項重要指標，也是確保船舶安全航行的重要保證。在實船應用中，某不銹鋼化學品船，在首航后發現甲板貨物管系存在泄漏，經壓力試驗發現有10 余處孔狀泄漏。某乙烯船用貨罐制造過程中，發現多處罐頭穿艙管內表面質量問題，包括內壁麻點和表面裂紋。那么這些問題如何才能從根本上解決呢? 根據不銹鋼無縫管生產流程圖(圖1)，圓鋼鋼坯經穿孔、冷拔/冷軋、固溶、校直、酸洗等主要工序制成無縫鋼管，各個制管環節相輔相成，特別是對原材料和中間品的質量控制，是確保成品管化學成分、表面質量、力學性能、工藝性能和耐腐蝕性能等指標符合規范和標準的重要保障。
1、控制原材料品質
生產無縫鋼管所用的原材料主要是連鑄圓管坯、軋(鍛)制圓鋼，確保鋼坯質量是把好鋼管質量的第一道關，主要包括煉鋼水平、澆注和冷卻工藝，以及成形質量。首先是提高煉鋼水平，需降低有害元素和氣體(氮氫氧)，提高成分的均勻性和純凈度，減少非金屬夾雜物，同時改變其分布形態都是關鍵。鋼坯的成分不均勻且產生嚴重偏析時，會使軋制后的鋼管呈現嚴重的帶狀組織，從而降低鋼管力學性能和腐蝕性能，甚至不合格。非金屬夾雜物(如硫化物和氧化物、硅酸鹽)被壓成薄片，不僅會影響鋼管的性能，而且可能會使鋼管在生產過程中產生裂紋(圖1)。其次，完善澆注和冷卻工藝，減少皮下氣泡、皮下裂紋、疏松和縮孔也不能忽視，因為這些缺陷無論是哪一種，在穿孔和軋管過程中都有可能造成缺陷，有的缺陷在使用后放大，縮短了產品使用壽命；嚴重時在中間品就直接報廢，如內折(圖2)。此外，鋼坯的外形偏差，如直線度、直徑和橢圓度，這都將直接影響到穿孔質量，造成荒管質量缺陷。
圖1 夾雜物引起的裂紋
圖2 中心疏松引起的內折
因此，認可時不僅需要關注煉鋼設備及工藝，更要進行延伸至無縫鋼管的試驗，通過這樣的認可過程來確定鋼坯出廠檢驗的檢驗項目、取樣數量和驗收標準，特別是規范和指南中沒有明確但又需要重點關注的質量項目，如低倍和微觀組織的檢測。
2、確保熱爐溫控準確性和均勻性
無縫鋼管制造中用到的熱爐有鋼坯加熱爐和鋼管熱處理爐。溫控準確性和均勻性是評判加熱設備好壞的兩個重要指標，是加熱工藝的重要保證，因此制造廠應嚴格履行熱電偶使用期限和校準周期規定，以及爐膛溫度均勻性檢測。
加熱工藝的制定應綜合考慮熱爐設備、管坯或鋼管種類、數量等固有屬性，嚴格控制加熱速度、保溫時間和冷卻速度，避免產生裂紋、過熱或過燒。以穿孔階段管坯加熱為例，考慮不銹鋼常溫下導熱系數小(即傳熱慢)，而膨脹系數大，所以應當在爐內應有較長的預熱時間，加熱初期的升溫速度宜慢，以防產生熱裂紋；當坯溫超過一定溫度(一般850℃左右)后，不銹鋼的導熱性和塑性迅速增加，同時不銹鋼在高溫段停留的時間太長會產生α相，即生成鐵素體，α相超過一定比例后，金屬熱塑性急劇下降，嚴重時，將導致穿孔無法進行，而且高溫及長時保溫還會使內部晶粒粗大，因此在均熱階段則應當快速加熱，短時間完成均熱。
此外，還應注意控制爐內氣氛的調節，保持弱氧化性氣氛，不僅可以減少表面氧化的程度，也能防止表面增碳。
3、優化檢驗流程和設備
不銹鋼無縫鋼管制管過程中的中間品檢驗是控制成品管質量的關鍵，特別是內壁表面質量，必須重視從源頭抓。首先要建立合理、有效的檢驗和處理程序(圖3所示)，確保能發現存在的問題，發現的問題能夠得到有效處理。以荒管為例，一般會采用拋丸或酸洗/鈍化來清除表明氧化物，達到檢驗狀態；為確定缺陷是否清除干凈，必要時還需要著色探傷、回爐和酸洗相結合的檢驗手段，這樣就能有效確保有缺陷的中間品不會流入下道工序。
圖3 鋼管表面缺陷處理流程
其次，還需要配備足夠、有效的檢驗設備。如內窺鏡、測厚儀、強光手電筒等，圖4是對同一根缺陷管用新舊內窺鏡檢驗的效果對比圖，舊設備辨識率低，即使經驗豐富的檢驗員也可能出現漏檢，新設備則能快速識別缺陷種類和位置。
圖4 新舊內窺鏡檢驗效果對比圖
另外是要建立有效的缺陷反饋制度，及時對產生的缺陷進行分析和統計，如缺陷類別、產生階段、產生頻率、處理方式，以便及時對造成缺陷的原因進行分析，并指導按統一的工藝清除缺陷。