Главная страница » Дефекты трубных заготовок и методы их устранения
Дефекты трубных заготовок и методы их устранения
Качество исходной заготовки в значительной степени определяет качество готовых труб, так как дефекты, имеющиеся на заготовках и слитках, обычно сохраняются и на готовых трубах. Наружные дефекты заготовки могут изменять свою форму и значительно увеличиваться в процессе дальнейшей прокатки. Техническими условиями на трубные заготовки предусматривается удаление поверхностных дефектов, видимых невооруженным глазом, так как количество наружных дефектов, имеющихся на заготовке, повышается пропорционально увеличению поверхности трубы, а удаление их с поверхности готовой трубы ослабляет толщину стенки, поэтому целесообразнее и легче ремонтировать трубную заготовку, чем прокатанную из нее трубу.
Поверхностные дефекты трубной заготовки по своему происхождению разделяются на:
- сталеплавильные дефекты;
- дефекты, образовавшиеся при нагреве;
- дефекты прокатного происхождения.
Практика показывает, что доля дефектов прокатного происхождения составляет 20-30 % общего количества дефектов, образующихся при производстве бесшовных труб.
Наиболее часто встречающиеся дефекты на слитках:
- плены;
- поверхностные трещины;
- волосовины;
- подкорковые пузыри;
- неметаллические включения;
- усадочная раковина и др.
Основной вид брака трубных слитков (более 90 % общего количества) - горячие продольные и поперечные трещины на их боковой поверхности, образующиеся при кристаллизации (рис. 1).
Рис. 1. Основной вид брака трубных слитков.
Основное количество брака по продольным трещинам приходится на круглые слитки (до 75%) по сравнению с гранеными слитками (до 15-20 %).
Трещиноустойчивостъ слитков при разливке зависит от целого ряда факторов:
- температуры нагрева;
- марки стали;
- скорости наполнения изложниц при разливке;
- конфигурации слитка;
- содержания серы в металле;
- характера раскисления стали и др.
За последние годы стали применять новые методы улучшения качества исходного металла для производства бесшовных труб:
- разливку стали под слоем жидких синтетических шлаков;
- утепление головной части слитка золъно-графитовыми смесями;
- разливку металла под жидкотвердеющими смесями;
- улучшение технологии раскисления стали и др.
Однако, несмотря на принимаемые меры, круглые мартеновские слитки, которые используют для производства труб на ТПА с пилигримовым станом, имеют глубокую усадочную рыхлость, наличие подкорковых пузырей, достаточно большое количество неметаллических включений и другие дефекты сталеплавильного производства.
Возникновение плен (особенно внутренних) на трубах, прокатываемых на пилигримовых установках, вызвано сочетанием дефектов макроструктуры слитков с повышенной загрязненностью металла неметаллическими включениями, высоким содержанием вредных примесей и т.д. В месте расположения плен на слитке поверхность металла окислена, обезуглерожена и поражена неметаллическими включениями.
Ниже описаны дефекты поверхности, образовавшиеся из дефекта слитка или литой заготовки:
- раскатанная (раскованная) трещина - разрыв металла, образовавшийся при раскатке (ковке) продольной или поперечной трещины слитка или литой заготовки, заполненный окалиной;
- трещина напряжения - разрыв металла, идущий вглубь под прямым углом к поверхности, образовавшийся вследствие напряжений, вызванных структурными превращениями;
- раскатанный пузырь - нарушение сплошности поверхности при прокатке наружного или подповерхностного пузыря слитка или литой заготовки;
- раскатанная корочка - частичное отслоение металла, образовавшееся в результате раскатки завернувшихся корочек, представляющих скопления неметаллических включений, окисленных заливин и брызг, образовавшихся на поверхности слитка (на микрошлифе в зоне дефекта наблюдается обезуглероживание металла и скопление неметаллических включений сложного состава);
- скворечник - выходящая на поверхность полость со сглаженными и окисленными стенками, образовавшаяся при прокатке в результате раскрытия внутренних трещин;
- рванина - раскрытые разрывы, расположенные поперек или под углом к направлению наибольшей вытяжки металла при про¬катке (ковке), образовавшиеся вследствие пониженной пластичности металла (на микрошлифе в зоне дефекта наблюдаются разветвленные разрывы металла; в зоне, прилегающей к дефекту, могут быть окалина, оксиды, нитриды, образовавшиеся по раскрытым разрывам при охлаждении или вторичном нагреве металла);
- чешуйчатость - отслоение и разрывы в виде сетки, образовавшиеся при прокатке вследствие перегрева или пониженной пластичности металла периферийной зоны;
- прокатная плена - отслоение металла языкообразной формы, соединенное с основным металлом одной стороной, образовавшееся вследствие раскатки рванин; нижняя поверхность отслоения и металл под ним покрыты окалиной;
- подрез - продольное углубление, располагающееся по всей длине или на отдельных участках поверхности и образовавшееся вследствие неправильной настройки привалковой арматуры или одностороннего перекрытия калибров;
- закат - прикатанный продольный выступ металла с одной или с диаметрально противоположных сторон, образовавшийся в результате вдавливания уса или подреза, а также следов зачистки и грубых рисок;
- риски - продольное углубление с закругленным или плоским дном, образовавшееся от царапания поверхности металла наварами и другими выступами на прокатной арматуре;
- отпечатки - углубления или выступы, расположенные по всей поверхности или на отдельных ее участках, образовавшиеся от выступов и углублений на прокатных валках;
- рябизна - углубления от вдавливания окалины, образовавшейся при прокатке (ковке);
обнаруживается после удаления окалины.
Реже встречаются такие дефекты, как шлифовочные трещины, травильные трещины, остатки окалины, перетрав, царапины, заусенцы. В настоящее время достаточно хорошо исследованы причины, приводящие к появлению грубых дефектов на поверхности непрерывнолитого металла; по характеру дефектов на его поверхности можно определить источник их образования.
Влияние технологических факторов на образование дефектов поверхности непрерывнолитых заготовок.
Вид дефекта[> |
Причина образования |
Пояс |
Перерыв струи металла из промежуточного ковша; остановка МНРС |
Tрещины продольные по грани заготовки |
Большое содержание серы в металле, высокая скорость разливки; нарушение теплоотвода в кристаллизаторе; некачественная шлакообразующая смесь; нарушение режима вторичного охлаждения и установки погружного стакана |
Трещины продольные по ребру заготовки |
Нарушение теплоотвода в кристаллизаторе |
Трещины поперечные |
Нарушение теплоотвода в кристаллизаторе, некачественная шлакообразующая смесь, высокая температура металла |
Ужимины |
Колебания уровня металла в кристаллизаторе, нарушение теплоотвода в кристаллизаторе |
Шлаковые включения |
Некачественная шлакообразующая смесь; колебания уровня металла в кристаллизаторе; нарушение установки погружного стакана |
Заливины, завороты |
Колебания уровня металла в кристаллизаторе; некачественная шлакообразующая смесь |
Пузыри |
Недостаточное раскисление металла, нарушение установки погружного стакана; некачественная шлакообразующая смесь |
Центральная пористость |
Несоблюдение температурно-скоростного режима разливки и охлаждения заготовки |
Катаные или круглые заготовки по сравнению с литыми не имеют усадочной рыхлости и других дефектов, присущих литому металлу и отличаются более точными размерами и чистой поверхностью, что позволяет изготовлять трубы лучшего качества. Поверхностные дефекты таких заготовок возникают в результате нагрева или прокатки.
В мировой практике трубного производства работы по улучшению качества трубной заготовки проводят по трем основным направлениям:
- совершенствование технологии выплавки и внепечной обработки стали;
- широкое внедрение непрерывной разливки стали;
- совершенствование технологии прокатки и отделки трубной заготовки.
Просмотров: 12737 Создан: 2012-08-13 Источник: Обработка материалов давлением