國檢檢測歡迎您!

微信公眾號|騰訊微博|網站地圖

您可能還在搜: 無損檢測緊固件檢測軸承檢測浙江綜合實驗機構

社會關注

分享:37Mn鋼無縫氣瓶局部位置厚度異常原因

返回列表 來源:國檢檢測 查看手機網址
掃一掃!分享:37Mn鋼無縫氣瓶局部位置厚度異常原因掃一掃!
瀏覽:- 發布日期:2022-09-02 11:24:34【

摘 要:在對某37Mn鋼無縫氣瓶進行常規超聲測厚時,發現該氣瓶局部位置厚度異常,采用超聲檢 測、化學成分分析、金相檢驗、能譜分析等方法對厚度異常原因進行分析。結果表明:該無縫氣瓶局部位 置存在分層缺陷導致厚度異常,且這些缺陷是由 Al2O3 和少量的CaO,MgO,TiO2 等夾雜物組成的。 

關鍵詞:37Mn鋼;無縫氣瓶;分層缺陷;夾雜物;厚度 

中圖分類號:TG115                                    文獻標志碼:B                                  文章編號:1001-4012(2022)08-0073-04


無縫氣瓶是一種可重復充裝壓縮氣體或高壓液 化氣體的鋼瓶,被廣泛應用于工業、醫療等領域。無 縫氣瓶的生產工藝一般為:鋼管廠先采用“管坯-加 熱-穿管-軋制-定徑”等工序生產氣瓶用無縫鋼管;氣 瓶廠采用無縫鋼管作為坯料,經過熱旋壓收口收底 成型、正火處理等工序,最終加工成無縫氣瓶[1]。在 對某氣瓶進行常規超聲測厚時,發現其局部位置厚 度異常,故對該氣瓶壁厚異常部位進行超聲檢測,以 確定缺陷分布位置和深度,再采用化學成分分析、金 相檢驗、能譜分析等方法,確定了缺陷的類型,分析 了缺陷產生的原因。 

1 理化檢驗 

1.1 超聲檢測 

該氣瓶規格(外徑×長度×壁厚)為219mm× 1200mm×5.7mm,材料為37Mn鋼。參照 NB/T 47013.3—2015《承壓設備無損檢測 第3部分:超聲 檢測》標準規定的脈沖反射法超聲檢測對瓶體壁厚 異常 部 位 進 行 檢 測,超 聲 檢 測 靈 敏 度 為 50% + 10dB,采用雙晶探頭,探頭頻率為5 MHz,探頭角 度為0°,探頭直徑為10mm。氣瓶不同位置的超聲 檢測結果如圖1所示。圖1a)中,缺陷波當量較低, 內表面底波反射當量較高,較無缺陷處底波高度變 化不大,說明該處缺陷面積較小;圖1b)中,缺陷反 射波高度大于底波,底波高度降低明顯,說明該處缺 陷面積較大,但仍小于超聲波聲束截面面積;圖1c) 中,底波完全消失,僅有缺陷反射回波,該處缺陷面 積較大,且大于超聲波聲束截面面積。 

經超聲檢測判斷,缺陷總體呈現出分層特征,缺 陷在氣瓶的位置如圖2所示。由圖2可知:缺陷沿 瓶體 軸 向 分 布,呈 長 條 狀,長 為 180 mm,寬 為 40mm,面積約為7200mm 2。整個缺陷在氣瓶厚 度方向上的位置一致,角度與外表面約為0°,但不 同位置缺陷反射當量大小不一致。該氣瓶其余位置 經檢測未發現有類似分層缺陷。

1.2 化學成分分析 

用直讀光譜儀對37Mn鋼無縫氣瓶材料進行化 學成分分析,結果如表1所示。由表1可知:該氣瓶 用37Mn 鋼 的 化 學 成 分 符 合 GB/T18248—2008 《氣瓶用無縫鋼管》標準的要求[2]。 

1.3 金相檢驗

采用4%(體積分數)的硝酸酒精溶液對氣瓶分 層缺陷附近材料侵蝕后進行金相檢驗。該氣瓶材料 的顯微組織如圖3所示,由圖3可知:氣瓶材料組織 為珠光體+鐵素體,組織無異常,未見明顯帶狀組織[3-4]。 

沿氣瓶周向切取的1 # 試樣局部區域的缺陷處 微觀形貌如圖4所示。由圖4可知:缺陷處含有大 量的非金屬夾雜物[5-6],非金屬夾雜物距氣瓶外表面 約0.6~0.7mm,長度較長,厚度較小,以條狀、斷續 條狀平行于外表面,沿瓶體周向分布。

1 # 試樣的非金屬夾雜物微觀形貌如圖5所示。 由圖5可知:大量的顆粒狀夾雜物沿周向分布,顆粒 物大小為2μm~5μm,具有 B 類(氧化鋁類)夾雜 物的特征[7]。 

圖6為沿氣瓶軸向切取的2 # 試樣非金屬夾雜 物微觀形貌。由圖6可知:非金屬夾雜物沿瓶體軸 向(鋼管軋制方向),且平行于外表面呈條狀、鏈狀分 布,貫穿整個2 # 試樣。非金屬夾雜物距瓶體外表面 約0.6~0.7mm,厚度為5μm~70μm。

1.4 能譜分析 

對兩組試樣中的非金屬夾雜物進行能譜分析, 結果如圖7~9所 示 。由 圖7~9可 以 看 出 :夾 雜 物呈條狀、顆粒狀分布,條狀夾雜物中包含有塊狀或顆 粒狀夾雜物。能譜顯示兩組試樣的夾雜物成分基本 相同,主要元素為 O 和 Al,還含有 Ca,Ti和 Mg等 元素,但含量相對較少。表明該處分層缺陷由氧化 物類夾雜物組成,主要為 Al2O3 和少量 CaO,MgO, TiO2 組成的復合夾雜物[8-9]。

2 綜合分析 

綜上所述,該氣瓶分層缺陷主要由 Al2O3 和少 量的 CaO,MgO,TiO2 的復合夾雜物組成,該夾雜 物具有一定的厚度,且造成氣瓶兩側基體金屬分離, 故在常規壁厚檢測時其厚度異常減少,超聲檢測時 體現為分層特征。 

在管 坯 的 冶 煉、澆 注 過 程 中,Al2O3,CaO, MgO,TiO2 等為脫氧產物以及熔渣成分,當工藝控 制不當時,上述氧化物不能及時從鋼水中上浮排出, 往往以非金屬夾雜物的形式殘留在鋼中。無縫鋼管 在穿管、軋制過程中,復合夾雜物在外力的作用下發 生變形,并進一步被拉長壓扁,最終沿鋼管軋制方向 以面狀分布在鋼管基體內部。

當鋼管材料存在非金屬夾雜物等缺陷時,瓶體的 結構不連續會導致局部應力集中,這會降低鋼材的塑 性、韌性以及抗疲勞性能,特別是在氣瓶反復充裝后, 缺陷處瓶體疲勞開裂敏感性大大增加,因此,在生產 無縫鋼管時,氣瓶用鋼管制造企業應當嚴格按照相關 標準要求,對氣瓶進行檢驗,保證無縫鋼管的品質。

3 結語 

(1)該氣瓶缺陷是由殘留在鋼中的 Al2O3 和少量的 CaO,MgO,TiO2 等復合夾雜物組成的。

(2)無縫鋼管生產企業以及氣瓶生產企業應當嚴 格按照相關標準要求對氣瓶進行檢驗,以確保其品質。


參考文獻: 

[1] 程少鵬,李詩斌.正火態 Mn系氣瓶鋼的性能研究與 成分優化[J].冶金與材料,2018,38(6):35-36. 

[2] 劉課秀,王戀,盧忠銘,等.二氧化碳鋼瓶破裂爆炸失效 分析[J].理化檢驗(物理分冊),2017,53(5):342-348. 

[3] 蔡煜,陳松林,戴敏明,等.37Mn鋼氣 瓶 開 裂 原 因 分 析[J].理化檢驗(物理分冊),2017,53(6):453-456. 

[4] 武剛,徐帥,張楠,等.Q235B鋼原油儲罐底板腐蝕穿 孔原因[J].理 化 檢 驗 (物 理 分 冊),2021,57(2):57- 59,66. 

[5] 尹安遠,吳素君.鋼中非金屬夾雜物的鑒定[J].理化 檢驗(物理分冊),2007,43(8):395-398,406. 

[6] 趙鵬,潘清紅,鄒宗樹.Q235鋼板表面裂紋形成原因 分析[J].理 化 檢 驗 (物 理 分 冊),2016,52(3):210- 212,216. 

[7] 呂建剛,肖李 鵬.鋼 中 非 金 屬 夾 雜 物 及 其 金 相 檢 驗 [J].理化檢驗(物理分冊),2015,51(4):229-233,242. 

[8] 高錦國,李京社,唐海燕,等.氣瓶鋼中非金屬夾雜物 研究[J].鋼鐵釩鈦,2008,29(3):17-21. 

[9] 田黨,李秀琴,許秋龍,等.無縫鋼管分層缺陷的鑒定 [J].鋼管,2013,42(6):9-13.


<文章來源  >材料與測試網 > 期刊論文 > 理化檢驗-物理分冊 > 58卷 > 8期 (pp:73-76)>


推薦閱讀

    【本文標簽】:37Mn鋼 無縫氣瓶 分層缺陷 夾雜物 厚度
    【責任編輯】:國檢檢測版權所有:轉載請注明出處

    最新資訊文章

    国产精品亲子乱子伦xxxx裸