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我国冷拔无缝钢管内外探伤技术的基本知识

      在探伤技术领域，冷拔无缝钢管是指外径大于φ80mm的钢管。冷拔无缝钢管是石油、化工、热力、锅炉、机械液压等行业重要用材。随着国民经济的发展，我国在“十一五”期间，冷拔无缝钢管的需求量大幅度增加，并明显呈现出大口径化的发展趋势。特别是对于要求耐腐蚀、抗挤压的油井管和大口径高压锅炉管及高质量的石油裂化管、石油石化输送管线管等，将随着 对能源基础设施投入的加大而成为需求的热点。由此，保证产品出厂质量的无损检测提出了方法和技术上的新课题。
     水槽式超声检测是采用钢管螺旋前进式，超声探头固定不动。通过水槽和被检钢管的底部充分水耦合的特点，保证耦合层的厚度不变。但是因为超声主要检测内部缺陷对表面和次表面缺陷存在盲区，导致无法检测，再加上采用螺旋前进式，对于12m长的钢管需要占空间30m的场地等不足，一直影响钢管检测方法的选择和推广。
    因此，国内外对于冷拔无缝钢管的探伤，一般采用漏磁法或水压实验。在国内，尚没有性能良好的适合冷拔无缝钢管的漏磁探伤设备出品，一旦使用即需要进口。进口漏磁探伤设备价格昂贵，对于国内的大多数企业难以接受;而水压试验效率低、劳动强度大，特别是当操作者责任心不高时，水压检验形同虚设。可见，实现冷拔无缝钢管的探伤已经成为冶金钢管行业亟待解决的课题。
冷拔无缝钢管的特点是直径大，壁厚相对较厚，因此根据这一特点充分利用超声检测内部和涡流检测表面和次表面的特点相结合，可实现“无盲区”探伤。通过采用“钢管原地旋转，检测探头前进的组合方式”，不仅解决检测问题，还解决缩小占用场地的空间。
在自动探伤中，提离效应和稳定耦合层对探伤的影响往往成为棘手的问题。在自动探伤中，提离效应和稳定耦合层是引起漏检和误报的主要原因。不管是漏检或误报，都影响检测的可靠性。长期以来，在自动探伤的实际应用中，由于提离波动引起检测可靠性下降的问题或者由于水耦合层的厚度变化，一直是困扰着这种技术正常使用的“瓶颈”。
    通常，解决提离效应的办法主要有:探头的机械跟踪法、探头线圈的桥式接法、改变检测线圈LC回路的电容值和使用多频检测技术等。除机械跟踪法外，其他的几种解决办法，通过改进探头和仪器来得以实现，但机械跟踪只能改进探头架，来防止提离间隙的变化。在实际工业应用中，探头机械跟踪法是常用的克服提离效应影响的方法。常见的探头机械跟踪模式有两种:一种，是采用辊轮限位与汽缸或弹簧顶推相结合的方法，使检测探头与被检工件表面之间保持恒定距离。虽然这种方法对抑制提离效应能起到较好的作用，但同时会使振动噪声加大。另一种，采用探头机械跟踪的方式，是利用测距探头及时地测量出检测探头提离间隙的波动情况，并用测距号来控制和驱动步进电机等动力装置带动检测探头动作，以保证探头与被检工件之间的间隙恒定。这种方法适用于板材或坯材等平面扫查探伤，缺点是由于机械动作的反应速度比较慢，而且还比较复杂。
把探头装入一个探头小车中，并采用二级弹簧顶推的方法使检测探头与被检工件表面之间始终保持一定的距离。从实验结果来看，探头的随动性比较强，基本保证了探头与被检测钢管表面之间的距离恒定，探伤也取得了较好的效果。通常，解决水耦合层的办法主要有:固定水槽箱、稳定水喷装置。由于采用钢管旋转探头前进的方式，冷拔无缝钢管的长度一般在10m左右。因此必须考虑采用稳定水喷装置，如增加流量口的直径，降低流量口和钢管的高度，减少水花。目前常规的解决办法也只能这样，但解决的效果是在可以接受范围内

无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。
无缝钢管分热轧和冷轧（拨）无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧（拨）无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。热轧无缝管外径一般大于32mm，壁厚2.5-75mm，冷轧无缝钢管外径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。

一般用无缝钢管是用10#、20#、30#、35#、45#等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10#、20#等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热处理状态交货。

热轧无缝钢管，顾名思义，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230mm左右，而经过粗轧和精轧，终厚度为1~20mm。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度和卷曲温度来控制带钢的观组织和机械性能。