根据不锈钢管生产流程,工厂在加工过程的缺陷有预制工序缺陷和后续工序缺陷


  预制工序的缺陷定义为:钢坯中固有的缺陷经加热或冷却仍存在者;不锈钢管在轧制过程中新产生的特有缺陷。


  表1-2介绍了预制工序中形成的缺陷的位置及成因。


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1. 裂纹


  不锈钢坯加工时,如气孔、裂纹之类固有的表面缺陷,经轧制和拉拔后呈纵向分布,此时,轧制作业的材料表面便产生凹陷。由于这一缺陷的圆滑过渡不佳或尺寸过大,因此可能以此为源头,在成品和半成品不锈钢管上产生裂纹。


2. 分层


 分层是典型的、平行于钢管表面的分离,它是气孔、裂开的缩孔、非金属夹杂物或裂纹等内部不连续在轧制过程中被延伸和压扁而成。分层可以在表面或近表面,一般是扁平的,而且非常薄。


3. 发纹


  发纹主要出现在钢管近表面,是由于轧制时将非金属夹杂物压扁和拉长而形成的。典型的发纹呈断续的直线状,与钢管的轴线方向平行。


4. 杯形裂纹


  杯形裂纹大都发生在挤压或冷拔作业期间,是由于金属内部不能像表面一样快速形变,以致产生内应力,从而导致形成横向杯形裂纹。


5. 冷却裂纹


  毛管轧制完成之后,若冷却不均匀,便因内应力而造成冷却裂纹。典型的冷却裂纹呈纵向,往往很深且很长,虽然很易与裂纹混同,但冷却裂纹表面不显示氧化现象。


6. 折叠


  不锈钢管轧制折叠是金属被重叠,即金属间被紧紧挤压在一起但仍未熔合的区域。毛管通过轧机时,挤出过多的材料,如果紧接着进行滚压,则凸瘤或翅形部位将被挤压到坯料表面上,由于表面严重氧化,故不能与轧制表面弥合,从而形成折叠。轧制折叠往往呈线性状或稍有曲折,纵向,平行于制件表面或与表面有小的夹角。





  在热处理、机械加工、镀层和精加工作业中的不连续,都属于后续工序的不连续。这类不连续的代价极为昂贵,使前道工序完全作废。


  后续工序中形成的缺陷位置及成因见表1-3。


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1. 热处理裂纹和淬火裂纹


  为了使不锈钢管获得规定的硬度和金相组织,需要对钢管进行热处理。在实施这种作业时,金属在受控条件下加热和冷却。然而,在某些情况下,当这种处理产生的应力超过材料的抗拉强度时,便形成裂纹。与此相似,若部件被加热到很高温度,然后(在空气、油或水中)急冷,则可能产生淬火裂纹。


  淬火裂纹作为应力集中之处,能成为疲劳裂纹的来源和扩展点,而且也可能成为过载失效的起始点。某些淬火作业严重失误时,可使部件在处理时就爆裂。


  热处理裂纹和淬火裂纹,通常易产生于截面薄的部位或材料厚度变化之处,如转角、台阶、槽,这是由于这些区域冷却较快因而首先相变。热处理或淬火作业时,材料的运动被约束,也会影响裂纹位置。热处理裂纹或淬火裂纹是典型的呈分叉状的表面指示,在试件上随机地呈任何方向。


2. 机加工撕裂


  钝的机加工刀具切削不锈钢管时,或多或少地会使钢管表面产生粗糙不平的划痕,这是由于钢管加工表面被硬化所致,而硬化度取决于切削量的大小、刀具和钢管的材料。


  粗加工时过深的切削纹路和残留刀痕,具有增大应力的作用,会促使部件过早失效。机加工撕裂虽然检测较难,但必须精确、细致地加以检出和判别。


3. 镀层裂纹


  镀层在钢管生产中具有广泛的用途,如装饰、防腐蚀、抗磨损和修整尺寸不足等。但是,特殊的镀层材料会产生抗拉或压缩的残余应力,如铬层、铜层和镍层产生的抗拉应力,会降低部件的疲劳强度。当镀层中渗入氢或者氢从热镀层材料渗入基体金属时,便产生镀层裂纹。


  产生或引发镀层裂纹的机理是:材料硬度和残余应力高,而在施镀或酸洗作业时吸收了氢气,则更助长了裂纹的形成。


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