J55石油套管用钢超声波探伤缺陷分析VIP免费

第32卷第4期2010年8月甘肃冶金GANSUMETALLURCYVo1．32No．4Aug．，2010文章编号：1672-4461(2010)04-0034-04J55石油套管用钢超声波探伤缺陷分析朱桂琴，刘燕(酒泉钢铁(集团)有限责任公司，甘肃嘉峪关735100)摘要：J55石油套管用钢制作钢管超声波探伤存在缺陷，采用金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线能谱分析，发现缺陷处存在大颗粒夹杂物，通过分析夹杂物来源、制订技术措施，取得了良好效果。关键词：J55；缺陷；夹杂中图分类号：TG115．285文献标识码：A1引言石油套管用钢J55是石油、天然气开采过程中的重要材料，根据其使用环境与失效形式，石油套管的力学性能要求高强度、高韧性、高螺旋连接强度和高抗挤毁性，几何尺寸要求壁厚均匀，尺寸精确。为保证焊接成形，在石油套管制造工艺上要求板材具有良好的可焊接性和较低的焊接裂纹敏感性l】]。某公司碳钢薄板厂生产的规格为10×1100nlln石油套管用钢J55热轧卷板6O卷，供钢管公司试用，钢管制作流程为：开卷矫直卷管一直缝高频电阻焊接表面处理-+超声波探伤一检验。每卷根据实际长度制管2O一21根，共制管1200余根；对所有钢管的焊缝部位进行了超声波探伤，其中15根钢管因存在缺陷判废，不合格比例1．25％。为了查找缺陷产生原因，从l5根探伤不合格的钢管中随机抽样两根，取样进行检测分析。2材料成分及检验结果2．1材料化学成分(见表1)表1材料化学成分(wt％)CSiMnPSV+Nb+Ti0．16—0．210．15—0．301．1O一1．40≤0．025≤O．010=0．152．2缺陷形态检验分析在缺陷部位截取试样，横剖面经磨制、抛光后，采用BXS1M型金相显微镜、SISCV6．0型图像分析仪及TSM5600一LV型扫描电子显微镜观察分析，发现缺陷处存在大颗粒夹杂，其形态及大小见图1—5。图1缺陷沿钢板厚度方向长3．5mill图2缺陷沿钢板厚度方向0．2mm。缺陷总长3．2mm图34％硝酸酒精溶液腐蚀后焊缝及缺陷形态(缺陷在焊缝处)2．3缺陷成分检验分析采用TSM5600一LV型扫描电子显微镜和KevexSigma3型x射线能谱仪，检测缺陷部位化学成分，经x射线能谱分析，缺陷部位内成分含量及能谱仪曲线见表2及图6，缺陷内白色大颗粒物质镪m第4期朱桂琴，等：J55石油套管用钢超声波探伤缺陷分析35图44％硝酸酒精溶液腐蚀后焊缝及缺陷形态(缺陷距焊缝1．8mil1)图5扫描电镜下缺陷及内部非金属物质形态成分含量及能谱仪曲线见表3及图7。表2缺陷部位扫描电镜能谱仪检验结果⋯JN~X-IR_’1D．，f：．．’⋯图6缺陷部位扫描电镜能谱仪曲线表3白色大颗粒扫描电镜能谱仪检验结果s⋯R．●●c'0V图7白色大颗粒扫描电镜能谱仪曲线从缺陷成分检验结果可以看出：缺陷部位内主要成分为0、Mg、AI、Ca、S，缺陷内大颗粒夹杂物主要成分为0和Mg。3氧化物夹杂来源分析氧化物夹杂来源分析见图8。图8氧化物夹杂来源甘肃冶金第32卷4夹杂物成分对比分析拿霎墓茹墓随机抽取大包渣样、中包渣样、结晶器渣样、中分，并与缺陷成分对比。表4夹杂物成分对比分析统计类别CaSiAl27．9l5．77CrNiS2．27缺陷主要成分缺陷大颗粒成分大包渣成分中包渣成分结晶器渣成分中闻包内衬成分塞棒(头部)成分塞棒(本体)成分6．971．122．8354．4010．9948．991O．8O48．6337．1538．0o1．865．013．O35．312．154．6l7．O84．672．384．O37．O91．651．400．782．7276．216．788．166．698．17由表4成分对比分析结果可知：夹杂物的主要成分与中间包内衬和塞棒的成分相近，而O和Mg大颗粒夹杂物在钢管制作、焊接过程中无法产生，是由热轧卷板母材带来。初步确定此类夹杂物是由中间包内衬、水口及塞棒的耐火材料剥落或融损卷人钢水形成的，尤其是白色大颗粒夹杂物更应该如此。5采取的措施根据夹杂物检验分析结果，重点从中问包内衬、水口、塞棒等方面采取技术措施。(1)材质要求：选用较高质量的镁质涂料及合适的中包干式料，提高耐材原料质量及中包衬砌筑质量，降低耐火材料的剥落或融损，提高中包耐材侵蚀寿命。(2)烘烤制度：鉴于前期中包烘烤器的火苗较小，升温速度较慢，使得烘烤时间延长，中间包烘烤到1130一l170℃，烘烤时间需要2．5—3．0h，导致中问包壁喷涂料、耐材、塞棒剥落的概率加大。对中包烘烤器进行系统改造，以提高中包烘烤质量、...