热煨弯管煨制过程中停机缺陷的判断分析

韩艳冬，李新俊

（1.中油管道物资装备总公司，河北廊坊 065000；2.中油朗威工程项目管理有限公司，河北廊坊 065000）

热煨弯管煨制过程中停机缺陷的判断分析

韩艳冬1，李新俊2

（1.中油管道物资装备总公司，河北廊坊 065000；2.中油朗威工程项目管理有限公司，河北廊坊 065000）

因为热煨弯管的煨制过程只是监造工作的巡检点，因此对于热煨弯管可能出现的停机缺陷，只能在热煨弯管成型后的最终验收阶段进行判断。文章阐明了热煨弯管煨制过程的停机形成原因以及弯管存在停机缺陷的危害性，论述了通过观察弯管出现的皱褶、弯管内壁存在的停机痕迹及金相检测，判断热煨弯管煨制过程中是否存在停机缺陷的方法。

热煨弯管；停机缺陷；判断方法

0 引言

热煨弯管就是以感应加热方式煨制成型的碳钢或低合金钢无缝或焊制钢管。热煨弯管以其成熟的工艺，优质的性能，在长输管道上得到了广泛应用，成为最重要的线路施工物资。

在Q/SY GJX 111-2010《油气输送管道感应加热弯管通用技术条件》、ISO 15590-1-2004《石油天然气工业——管道输送系统用感应加热弯管、管件和阀门——第1部分：感应加热弯管》以及SY/T 5257-2004《油气输送用钢制弯管》等标准中，都有 “弯管制造过程中弯制应连续不间断进行，不允许中断”的规定，但是却没有如何判断停机的说明及依据。本文在查阅了相关技术资料后，结合了生产监造的实际经验，提出了对停机的判断分析说明。

1 弯制过程停机的原因

弯管的煨制工艺 （感应加热弯管）其实是一种连续的局部淬火整体成型工艺，其主要由中频感应加热系统、冷却水系统及推制系统三个部分组成（注：部分口径比较大的推制机在电感线圈后还有一套与电感线圈平行的高压口气圈，目的是为了防止反水）。

在热煨推制过程中可能造成停机的情况有以下几种：

（1）中频系统故障。

（2）冷却水循环系统故障。

（3）推制系统故障。

（4） 停电。

前三种故障停机属于局部故障造成的停机，而停电造成的停机是弯管煨制过程中比较常见，也是最难预防的一种情况。

2 停机给弯管质量带来的危害

停机会对弯管的理化性能产生很大的影响，对弯管的质量可能造成严重危害。

2.1 造成超标的褶皱

热煨推制的局部淬火工艺会导致弯管缩颈，假若停机后再从停机位置继续推制的话，就会对停机部位重复加热，从而导致此处的缩颈量大于两边，出现褶皱，一般情况下会超标。

2.2 可能造成过热甚至过烧

过热。钢被加热到Ac3（相变实际温度）以上某一温度，随着奥氏体晶粒的长大，在粗大的奥氏体晶界上，发生了化学成分的明显变化 （主要是硫的偏析）。在冷却时，或者在原始奥氏体晶界上保持了硫的偏析，或者产生了第二相 （主要是硫化物）质点的网状沉积，导致晶界脆化，使钢的拉伸塑性和冲击韧性明显降低。

过烧。钢被加热到接近固相线或固—液两相温度范围内的某一温度后，在十分粗大的奥氏体晶界上不仅发生了化学成分的明显变化 （主要是硫和磷的偏析），而且局部或整个晶界出现了烧熔现象，从而在晶界上形成了富硫、磷的液相。在随后的冷却过程中，晶界上产生了富硫、磷的烧熔层，并伴随着形成的硫化物、磷化铁等脆性相的沉积，晶界严重弱化，从而极大地降低了钢的拉伸塑性和冲击韧性。

总结成一句话就是：过热使晶粒度粗大，过烧使晶界氧化。

在X60~X70材质的弯管煨制过程中，加热温度一般控制在940~1 020℃之间，如果在煨制过程中控制不好，就可能造成金属的过热或过烧，尤其在停机的情况下更有可能造成过热或过烧。如果推进系统出现了故障，就会导致弯管总停在同一位置，电感线圈长时间在同一位置加热，必然会产生过热或者过烧。由于X70材质的钢材在1 100℃以上就开始出现奥氏体晶粒长大的过热现象，一般的标准要求晶粒度在6级以上，而出现过热现象后晶粒度可能会出现1级甚至更粗大，严重影响弯管的塑性和冲击韧性，所以在煨制过程中一定不能出现停机的情况，一旦出现必须报废。

3 停机的判断

在热煨弯管监造过程中，热煨推制工序属于巡检点，以现有的监造人员配置，还不能完全进行人员跟班旁站监督。在利益的驱使下，有些弯管生产厂不能严格执行工艺规范要求，有可能把一些有过停机缺陷的弯管放行。作为监造人员在进行巡检和最终成品检测时就应该具备识别和判断停机缺陷的能力。在实际操作中就如何判断停机，总结出以下几点经验：

3.1 出现单个的褶皱

因为推进系统和中频系统不稳定也会出现褶皱，而这种褶皱只要在标准允许范围内才可视为合格，所以必须区分这种褶皱和停机褶皱的不同。一般来讲，停机造成的褶皱和由于推进系统或中频系统不稳定造成的缺陷有着明显的区别，其一，停机褶皱是单个出现的，而其他情况的褶皱则是连续出现的；其二，停机褶皱一般呈环状出现，内弧和外弧没有明显区别，而一般的褶皱则内弧比外弧明显。

3.2 观察内壁存在的停机痕迹

如果是停机的话，除了在外壁上会留下褶皱的痕迹外，在内壁上也会留下一个和加热线圈宽度相同的环形 “黑带”，这主要是因为如果停机重启的话，电感线圈要加热到指定的温度就需要在同一位置停留大概2 min左右，直至管体出现均匀的红圈推进系统才开启，所以只要是停机重新启动，那么这个部位就会留下与起弧端过渡区域留下的相同的痕迹。综上所述，内壁留下的环状 “黑带”也是判断是否停机的重要依据。

3.3 金相检测验证是否停机

一般热煨弯管技术协议里不要求对弯管进行金相检测，但是在进行巡检或者最终成品检测时，若发现有疑似停机的迹象，可以要求生产厂进行金相检测，以判断弯管煨制过程中是否停机。因为停机造成的主要缺陷是过热或过烧，过热的金相一般晶粒度粗大且小于6级的标准，而过烧的金相则是晶界被氧化而无法显示晶界，所以金相检测也是判断是否停机的方法。

总之，在弯管煨制过程中，生产厂要及时做好设备的维护保养，降低设备故障率，避免停机情况的发生。监造人员也要不断地提高自身的业务素质，努力学习专业技术知识，学会分析判断各种原因造成的不合格弯管，要完全杜绝有质量缺陷的弯管出厂。

[1]Q/SYGJX111-2010，油气输送管道感应加热弯管通用技术条件[S].

Judgement of Bend Defects Induced by Stop of Hot Bending Machine

HAN Yan-dong（China Petroleum Pipeline Materials and Equipment Co.,Langfang 065000,China）,LI Xin-jun

Possible bend defects induced by stop of a hot bending machine are judged only at the final check stage when the bend has been shaped.The reason of the machine stop and harmfulness of the bend defects caused by the machine stop are illustrated.The judgement methods of such bend defects are discussed,which are to observe goffers on the bend and the marks on internal bend wall related to machine stop as well as to conduct metallographic examination.

hot bending pipe;defect induced by machine stop;judgement method;harmfulness

TE973.3

B

1001－2206（2011）03－0076－02

韩艳冬 （1978-），男，天津人，工程师，2002年毕业于天津理工大学，从事管道工程物资采购及工程项目管理工作。

2010-11-16