無(wú)縫鋼管缺陷及預(yù)防措施
無(wú)縫鋼管的質(zhì)量要求
1、無(wú)縫鋼管質(zhì)量要求
1.1、化學(xué)成分
對(duì)有害化學(xué)元素As Sn Sb Bi Pb 和氣體N H O等含量提出了要求，為了提高鋼中化學(xué)成分的均勻性和鋼的純凈度，減少管坯的非金屬夾雜物并改善其分布狀態(tài)，常常采用爐外精煉設(shè)備對(duì)鋼水進(jìn)行精煉，甚至采用電渣爐對(duì)管坯進(jìn)行重熔精煉。
1.2、尺寸精度和外形
無(wú)縫鋼管的幾何尺寸主要包括鋼管的外徑、壁厚、橢圓度、長(zhǎng)度、彎曲度、管端面切斜度、坡口角度和鈍邊，異性鋼管的橫截面尺寸等。
1.3、表面質(zhì)量
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了無(wú)縫鋼管的“表面光潔”的要求。常見(jiàn)的缺陷有：裂紋、發(fā)紋、內(nèi)折、外折、軋破、內(nèi)直道、外直道、離層、結(jié)疤、凹坑、凸包、麻坑(麻面)、刮傷(擦傷)、內(nèi)螺旋道、外螺旋道、青線、矯凹、輥印等。其中裂紋、內(nèi)折、外折、軋破、離層、結(jié)疤、凹坑、凸包等位危險(xiǎn)缺陷；鋼管的麻面、青線、擦傷、輕微的內(nèi)外直道、輕微的內(nèi)外螺旋、矯凹、輥印為一般性缺陷。
1.4、物理化學(xué)性能
包括常溫下的力學(xué)性能和一定溫度下的力學(xué)性能(熱強(qiáng)性能和低溫性能)和抗腐蝕性能(如抗氧化、抗水蝕、抗酸堿等性能)一般情況下取決于鋼的化學(xué)成分、組織性能和鋼的純凈度以及鋼的熱處理方式等。有些情況下，鋼管的軋制溫度和變形程度也會(huì)對(duì)鋼管的性能產(chǎn)生影響。
1.5、工藝性能
包括鋼管的擴(kuò)口、壓扁、卷邊、彎曲、環(huán)拉和焊接性能。
1.6、金相組織
包括鋼管的低倍組織和高倍組織。
1.7、特殊要求
在用戶使用鋼管時(shí)提出的標(biāo)準(zhǔn)以外的要求。
2、無(wú)縫鋼管質(zhì)量檢查方法與儀器和設(shè)備
2.1、化學(xué)成分分析
可以采用儀器分析法和化學(xué)分析法。用于化學(xué)分析的試樣分熔煉試樣、錠鉆屑試樣、管材試樣。熔煉試樣一般采用儀器分析法、管材成品試樣采用化學(xué)分析法和一起分析法。
常用的化學(xué)分析儀器主要是：紅外碳硫儀、直讀光譜儀、X射線熒光光譜儀等。
2.2、尺寸及外形檢測(cè)
檢查內(nèi)容主要包括：壁厚、外徑、長(zhǎng)度、彎曲度、橢圓度、端口坡度及鈍邊角度和異形鋼管橫截面形狀等。
2.3表面質(zhì)量檢測(cè)
人工肉眼檢查和無(wú)損探傷檢查。無(wú)損檢測(cè)的方法有很多如：超聲波探傷、渦流探傷、磁粉探傷、漏磁探傷、電磁超聲波探傷和滲透探傷等。每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)：
適合檢測(cè)鋼管表面或者近表面：渦流探傷、磁粉探傷、漏磁探傷、滲透探傷。其中滲透探傷于鋼管表面開(kāi)口缺陷的檢查。磁粉探傷、漏磁探傷、渦流探傷僅于鐵磁性材料檢查。渦流探傷對(duì)點(diǎn)狀缺陷比較敏感，其他探傷對(duì)裂紋敏感。而超聲波探傷對(duì)對(duì)鋼管表面檢測(cè)反應(yīng)比較迅速，對(duì)鋼管內(nèi)部定性分析尚存在一定的困難，并且超聲波檢查還受到鋼管的形狀和晶粒度的限制。
2.4化學(xué)性能檢測(cè)
常溫或者一定溫度下的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)(拉伸實(shí)驗(yàn)、韌性實(shí)驗(yàn)、硬度試驗(yàn))，液壓試驗(yàn)以及腐蝕試驗(yàn)(晶間腐蝕試驗(yàn)、抗氫開(kāi)裂實(shí)驗(yàn)-HIC、抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂實(shí)驗(yàn)-SSCC)。
2.5 鋼管工藝性能試驗(yàn)
包括壓扁實(shí)驗(yàn)、環(huán)拉實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)口和卷邊實(shí)驗(yàn)、彎曲實(shí)驗(yàn)。
2.6金相分析
包括低倍和高倍檢查。
2.7石油管螺紋參數(shù)檢測(cè)
包括接箍紋檢測(cè)、管體螺紋檢測(cè)以及管體與接箍擰緊后的檢測(cè)。
管坯質(zhì)量缺陷其及預(yù)防
連鑄圓管坯一般采用立式連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)和水平連鑄機(jī)生產(chǎn)。立式連鑄機(jī)和弧形連鑄機(jī)的生產(chǎn)的管坯的直徑較大，而水平連鑄機(jī)的生產(chǎn)的員管坯規(guī)格較小。
連鑄生產(chǎn)管坯的優(yōu)點(diǎn)如下：
a、工藝簡(jiǎn)化
b、收得率高
c、生產(chǎn)條件改善
d、節(jié)約能源
2.1、管坯標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
包括《連鑄管坯標(biāo)準(zhǔn)》和《軋制管坯標(biāo)準(zhǔn)》
管坯缺陷的檢查和清理
缺陷檢查：
一般采用肉眼檢查。對(duì)表面質(zhì)量要求比較高，而且氧化鐵皮比較厚的氧化鐵皮比較厚的管坯，檢查前可以采用酸洗或者噴丸處理將管坯表面氧化鐵皮去除，是表面缺陷裸露出來(lái)，便于目視檢查。
目視檢查室的，但是其可靠性查。還可以采用磁感應(yīng)探傷的方法檢查管坯表面及表層的缺陷。電磁感應(yīng)探傷的方法有很多，比如有：干熒光磁粉探傷法、渦流探傷法、電磁探傷法。
管坯的低倍組織檢查一般采用硫印法和酸浸法。硫印檢驗(yàn)是用相紙顯示試樣上的硫偏析。它可以顯示管坯中的裂紋、偏析、低倍組織、夾雜分布。酸浸法是選用不同的腐蝕藥、劑，對(duì)管坯缺陷和鋼基體進(jìn)行浸蝕由于管坯缺陷和鋼基體的浸蝕程度不同，使原本難以鑒別的細(xì)小尺寸的管坯缺陷都可以顯示出來(lái)。
缺陷的清理：
火焰清理、風(fēng)鏟清理、手動(dòng)砂輪清理和自動(dòng)砂輪清理、車(chē)削和砂帶清理
管坯的外形形狀缺陷
管坯的直徑橢圓度超差、鋼錠尺寸超差和端面切斜度超差等。
2.4、管坯的表面質(zhì)量缺陷
常見(jiàn)的表面缺陷有：表面裂紋、結(jié)疤、氣孔(針眼)、重皮、凹坑、溝槽、耳子等。
連鑄圓管坯縱向裂紋的原因如下：
a、水口和結(jié)晶器不對(duì)中而產(chǎn)生的偏流對(duì)管坯凝固坯殼的沖刷；
b、保護(hù)渣融化不良，液渣層過(guò)后活過(guò)薄，導(dǎo)致渣膜薄厚不均，使管坯凝固殼過(guò)??；
c、結(jié)晶器液面振動(dòng)；
d、鋼中的S P含量，S>0.02%,P>0.017%時(shí)，鋼的高溫強(qiáng)度和塑性明顯降低，管坯表面發(fā)生縱裂的趨勢(shì)增大；
e、鋼中的C含量，在0.12-0.17%時(shí)，管坯的表面發(fā)生縱裂的傾向增大；
防止連鑄圓管坯產(chǎn)生表面縱裂紋的措施主要有以下幾個(gè)方面：
保證水口和結(jié)晶器對(duì)中；
結(jié)晶器波面振動(dòng)要在±10mm以內(nèi)；
確保合適的浸入式水口插入度；
采用合適的結(jié)晶器錐度；
結(jié)晶器與二次冷卻區(qū)上部對(duì)弧要準(zhǔn)；
選擇性能優(yōu)異的保護(hù)渣；
采用熱頂結(jié)晶器。
管坯橫裂紋位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處，通常是隱藏看不見(jiàn)的。橫裂紋產(chǎn)生的原因大體包括以下幾個(gè)方面：
振痕太深是連鑄管坯橫裂紋的發(fā)源地
鋼中的Al Nb 含量增加，促使質(zhì)點(diǎn)(AlN)在晶界沉淀，誘發(fā)連鑄圓管坯橫裂紋產(chǎn)生。
連鑄管坯在脆性溫度900-700°C時(shí)矯直
二次冷卻強(qiáng)度過(guò)大
防止連鑄圓管坯產(chǎn)生表面橫裂紋大方法如下：
結(jié)晶器采用高頻率、小振幅的以減小鑄內(nèi)弧的振痕深度；
二次冷卻區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻制度，以確保矯直時(shí)連鑄管坯的表面溫度大于900°C；
確保結(jié)晶器的液面穩(wěn)定；
采用潤(rùn)滑性能良好、黏度較低的保護(hù)渣。
連鑄圓管坯的表面網(wǎng)狀裂紋只有在酸洗完后才可以看的見(jiàn)其產(chǎn)生原因如下：
高溫鑄坯吸收了結(jié)晶器的銅，而銅變成液體之后在沿奧氏體晶界滲透；
表面鐵皮的選擇性氧化使鋼中的殘余元素(Cu Sn)殘留在管坯表面并沿晶界滲透而形成裂紋；
防止連鑄圓管坯的表面網(wǎng)狀裂紋產(chǎn)生方法：
結(jié)晶器表面鍍鉻或Ni以增強(qiáng)其表面硬度
采用合適的二次冷卻水量
控制鋼中的殘余元素
控制Mn/S值
結(jié)疤和重皮缺陷
管坯的結(jié)疤和重皮缺陷是指管坯表面未與基體金屬*結(jié)合的金屬片層。鋼錠和軋制圓坯的結(jié)疤和重皮缺陷相比連鑄坯較多，主要是由于皮下氣泡、非金屬夾雜物的連鑄坯或鋼錠經(jīng)軋制后皮下氣泡和非金屬夾雜物不但沒(méi)有焊合，反被軋破而與基體金屬分開(kāi)造成的。
嚴(yán)重的結(jié)疤和重皮缺陷會(huì)導(dǎo)致鋼管表面無(wú)規(guī)律分布的片狀外折。一般是比較大，但是深度不是很深，可以通過(guò)修磨將其清除。
管坯氣孔
一般比較小，常常是因?yàn)殇撘涸跐茶T過(guò)程中皮下氣泡破裂在管坯的表面形成的一些小孔。鋼錠和連鑄坯上的氣孔比連鑄坯多。氣孔一旦存在，即表明鋼中的氣體含量比較高。
管坯的凹坑和溝槽
存在于管坯的表面，連鑄圓管坯的凹坑和溝槽的產(chǎn)生存在以下兩方面的原因：
鑄坯在結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的，與結(jié)晶器的錐度太大和二冷區(qū)的不均勻冷卻有關(guān)；
鑄坯在沒(méi)有*冷卻時(shí)，管坯表面收到機(jī)械碰撞或者劃傷造成的。
軋制圓管坯的凹坑和溝槽主要是由于軋制變形工具盒運(yùn)輸工具造成的。凹坑呈點(diǎn)狀分布，溝槽呈縱向連續(xù)或斷續(xù)分布。
管坯的耳子
鋼錠和連鑄圓坯的“耳子”并不突出。只有軋制圓坯才會(huì)出現(xiàn)“耳子”。帶有“耳子”的管坯在斜軋穿孔過(guò)程中極易造成毛管表面的螺旋狀外折。當(dāng)采用多邊形圓鋼錠時(shí)就相當(dāng)于鋼錠表面存在多根“耳子”，穿孔毛管也會(huì)產(chǎn)生螺旋狀外折。
5、管坯的低倍組織缺陷
連鑄圓管坯低倍組織主要由三個(gè)區(qū)組成：靠外表層的等軸細(xì)晶區(qū)、像樹(shù)枝狀的晶體組成的柱狀晶區(qū)、中心是粗大的的等軸晶區(qū)
連鑄圓坯的低倍組織缺陷對(duì)管坯的加工性能、力學(xué)性能和鋼管質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。常見(jiàn)的低倍組織缺陷有：管坯皮下氣泡、疏松、縮孔、皮下裂紋、中心裂紋、組織偏析等。
管坯的皮下氣泡：存在連鑄坯表面的附近，形態(tài)為橢圓形。一般認(rèn)為鋼水脫氧不足是管坯皮下氣泡產(chǎn)生的主要原因。一般需要對(duì)保護(hù)渣、鐵合金、鋼包、中間包進(jìn)行烘烤、注流采用保護(hù)澆注。對(duì)于要求更高的鋼種，還要采用爐外精煉的方法對(duì)鋼水進(jìn)行脫氣。存在皮下氣泡的連鑄圓管坯，在加熱爐加熱時(shí)氣泡內(nèi)表面會(huì)被氧化，軋后無(wú)法焊合就會(huì)形成鋼管表面缺陷。
管坯皮下裂紋：存在于連鑄圓管坯和的柱狀晶區(qū)和表面細(xì)晶區(qū)的過(guò)渡附近。距離管坯表面3-10mm范圍內(nèi)。只要此裂紋不貫通到外表面，就不會(huì)被氧化，在軋制壓力的作用下會(huì)焊合。一般不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的表面質(zhì)量。
中間裂紋和中心裂紋：存在于連鑄圓坯的柱狀晶區(qū)，一般來(lái)講中間裂紋的方向和柱狀晶的方向是一致的。有研究表明，連鑄管坯的中間裂紋和中心裂紋是造成無(wú)縫鋼管內(nèi)折的主要原因。穿孔時(shí)，管坯再由軋輥和導(dǎo)向工具所組成橢圓孔型中受到反復(fù)拉壓應(yīng)力的作用，其中間裂紋或中心裂紋得到擴(kuò)張或氧化，由此而會(huì)產(chǎn)生鋼管內(nèi)折。連鑄圓坯的中心裂紋或者中間裂紋擴(kuò)張以后而形成的鋼管內(nèi)折，一般較深，常常會(huì)造成鋼管廢品。(其形成機(jī)理比較復(fù)雜，詳情請(qǐng)看《無(wú)縫鋼管缺陷與預(yù)防》-40頁(yè))
管坯的疏松與縮孔：存在于管坯中心的部分的等軸晶區(qū)內(nèi)。管坯疏松是因?yàn)殍T坯在凝固的過(guò)程中的超前的晶粒作用，液態(tài)金屬運(yùn)動(dòng)基于向凝固方向冷卻產(chǎn)生收縮受到阻礙，或者是管坯液態(tài)部分下沉的晶粒妨礙鑄坯的補(bǔ)縮形成的。當(dāng)疏松達(dá)到一定程度的時(shí)候，鑄坯就會(huì)出現(xiàn)縮孔。其分布狀態(tài)為在管坯中不連續(xù)分布。分布密度比較均勻、彌散度較高的連鑄管坯中心疏松，對(duì)斜軋穿孔過(guò)程不但沒(méi)有危害，反而是有利的。北京科技大學(xué)朱景清教授通過(guò)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明該點(diǎn)。并且，在頂頭鼻部前端有一個(gè)5mm的金屬帶，此金屬將開(kāi)裂的管坯中心與頂頭分開(kāi)，從而避免了內(nèi)折 和裂紋的缺陷。
管坯的偏心：包括組織偏析、成分偏析和結(jié)晶區(qū)域偏析等。存在穿晶的連鑄管坯必須報(bào)廢，不允許投放軋管。
管坯的顯微組織缺陷
一般來(lái)講，管坯標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)管坯的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，但是對(duì)于有特殊要求的合金鋼管、高合金鋼管管坯的顯微組織則有相應(yīng)的要求。這些要求只要是體現(xiàn)在管坯的成分、管坯的成分和組織均勻性以及非金屬夾雜物的含量和分布形態(tài)上。
當(dāng)管坯中含有As 、Pb、Sn、Bi等有害元素時(shí)，由于這些元素幾乎*不溶于結(jié)晶區(qū)的晶內(nèi)分布上在晶界上，管坯加熱到一定的溫度后，這些比鋼熔點(diǎn)低得多的元素就先期開(kāi)始熔化，從而削弱了晶粒間的，在管坯熱變形時(shí)就容易產(chǎn)生金屬破裂，從而產(chǎn)生大量的質(zhì)量缺陷。當(dāng)管坯的成分和組織不均勻并且產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析時(shí)，會(huì)使鋼管出現(xiàn)嚴(yán)重的帶狀組織，從而嚴(yán)重影響鋼管的力學(xué)性能和耐蝕性能。管坯的夾雜物含量太多，特別是呈簇狀分布并形成大型夾雜物之后，不僅會(huì)嚴(yán)重影響鋼管的性能，而且可能會(huì)使鋼管在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生裂紋。
鋼中的有害元素，往往是因?yàn)橐睙捈夹g(shù)或者成本的原因使其很難在鋼水中去除。電爐煉鋼時(shí)，廢鋼的有害元素往往會(huì)更高。鋼的冶煉一般采用精料的方針。
管坯的成分和偏析往往是因?yàn)殇撍囊睙挄r(shí)間不夠(往往使用*電爐煉鋼時(shí)更加突出) 或者是因?yàn)殇撍臄嚢栊Ч缓?。?dāng)冶煉合金鋼的時(shí)候，尤其是冶煉高合金鋼，可以將鐵合金先在工頻爐中熔化，再將其加入到精煉爐而不是直接將鐵合金加入到精煉爐?？梢钥s短鋼水在精煉爐中的冶煉時(shí)間，又有利于鋼水的成分均勻化。
管坯的非金屬夾雜物是不可避免的。它是鋼中的鐵和氧、硫、氮等作用形成的化合物；也有可能是煉鋼和澆注是混入的耐火材料碎片。Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。金屬夾雜物的存在會(huì)導(dǎo)致金屬塑性變差，使鋼在加工時(shí)變形不一致或者導(dǎo)致鋼管開(kāi)裂。鋼中的非金屬夾雜物的包括內(nèi)生非金屬夾雜物和外來(lái)非金屬夾雜物。內(nèi)生的非金屬夾雜物是鋼水脫氧、二次氧化或者鋼液冷卻和凝固過(guò)程中造成的。主要有以下三個(gè)來(lái)源
加入脫氧劑后形成的脫氧產(chǎn)物，裸露的鋼液被大氣氧化和被耐火材料氧化而生成的二次氧化物；
來(lái)源耐火材料的夾雜物，它是由于耐火材料渣線或者內(nèi)襯受到化學(xué)腐蝕或者機(jī)械侵蝕而生成的產(chǎn)物；
卷渣產(chǎn)生的夾雜物，它是因?yàn)樵?鋼界面上的鋼水流速較大以及渣的乳化而使液態(tài)的渣滴入鋼液中。
抑制鋼液漩渦的方法：
優(yōu)化鋼水出口的擋渣結(jié)構(gòu)；
在鋼水出口附近插入擋板；
臨時(shí)關(guān)閉鋼水出口，可以有效抑制漩渦；
吹起，可以延遲鋼液漩渦的產(chǎn)生
防止鋼水的二次氧化主要是控制爐渣對(duì)鋼水的二次氧化；控制氣氛防止鋼水的二次氧化；看著耐火材料對(duì)鋼水的二次氧化等。
采用鋼包精煉技術(shù)和中間包冶金技術(shù)可以減少鋼中的非金屬夾雜。所有的鋼包精煉爐，均具有去除非金屬夾雜的功能。其主要功能是通過(guò)脫氣 減少鋼水的二次氧化，并且在精煉過(guò)程中有足夠的時(shí)間使鋼液中的非金屬夾雜上浮進(jìn)入渣中。
管坯加熱缺陷及其預(yù)防
熱軋無(wú)縫鋼管，從管坯到產(chǎn)品鋼管一般需要兩次加熱，即管坯穿孔前加熱和軋后荒管在定徑前的加熱；生產(chǎn)冷軋(拔)鋼管時(shí)，需要采用中間退火來(lái)消除殘余應(yīng)力；對(duì)于一些特殊要求的鋼管，為了提高鋼管的力學(xué)性能和改善鋼管組織及工藝性能，還要對(duì)其進(jìn)行熱處理。
常見(jiàn)的管坯(鋼管)加熱缺陷有管坯加熱不均、氧化、脫碳、加熱裂紋、過(guò)熱過(guò)燒。
加熱爐爐型及其特點(diǎn)
穿孔前的管坯加熱，其目的是提高鋼的塑性；降低鋼的變形抗力；為軋管提供良好的金相組織。管坯加熱爐主要有環(huán)形加熱爐、步進(jìn)式加熱爐、斜底式加熱爐和車(chē)底式加熱爐。
定徑前的荒管再加熱，其目的在于升高和均勻荒管的溫度，提高鋼的塑性，控制其金相組織，為荒管定徑創(chuàng)造有利條件，并保證鋼管的力學(xué)性能。常見(jiàn)的加熱爐有步進(jìn)式再加熱爐、連續(xù)式輥底式再加熱爐、斜底式在加熱爐、電感式再加熱爐。
冷軋(拔)的再加熱主要是為了消除加工硬化，降低變形抗力。常見(jiàn)的退火熱處理采用的加熱爐主要是步進(jìn)式加熱爐、車(chē)底式加熱爐、連續(xù)式輥底加熱爐。
在無(wú)縫鋼管生產(chǎn)中，環(huán)形加熱爐和步進(jìn)式加熱爐目前應(yīng)用廣泛；電感應(yīng)式加熱爐也正在發(fā)展；斜底式加熱爐因?yàn)榧訜豳|(zhì)量不高，勞動(dòng)強(qiáng)度大而趨于淘汰。連續(xù)式輥底加熱爐主要使用在冷軋(拔)鋼管的熱處理；車(chē)底式加熱爐適用于批量較小，加熱及保溫時(shí)間較長(zhǎng)的合金厚壁鋼管的熱處理；保護(hù)氣體連續(xù)式輥底式加熱爐主要是應(yīng)用于鋼管表面要求無(wú)氧化的成品鋼管的熱處理和冷軋(拔)過(guò)程中酸洗工序的退火處理。
環(huán)形加熱爐的優(yōu)缺點(diǎn)：
可加熱異性坯料；
加熱能力強(qiáng)，并且能適應(yīng)多種規(guī)格的坯料加熱，有利于無(wú)縫鋼管的組織生產(chǎn)；
可根據(jù)需要改變坯料在爐內(nèi)的分布；
坯料靜止在爐底，裝出料開(kāi)門(mén)小，密封性好，金屬損傷小；
坯料三面加熱，熱效率高，管坯的加熱速度快且質(zhì)量好；
加熱爐可以排空；
機(jī)械化自動(dòng)化程度高；
占地面積大，爐底面積利用較差
步進(jìn)式加熱爐優(yōu)缺點(diǎn)：
產(chǎn)量大
設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)條件好，維護(hù)檢修方便；
坯料四面加熱，加熱質(zhì)量好，加熱效率高，加熱時(shí)間短
密封性好，坯料表面氧化少，燒損少；
占地面積少
投資大
設(shè)備故障多維修費(fèi)用高
斜底式加熱爐優(yōu)缺點(diǎn)：
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積少，基建速度快；
投資費(fèi)用比環(huán)形加熱爐和步進(jìn)式加熱爐少很多；
機(jī)械化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大；
產(chǎn)量低；
管坯加熱溫度不均勻，熱效率低；
金屬燒損大
輥底式加熱爐的優(yōu)缺點(diǎn)：
占地面積??；
鋼管加熱質(zhì)量好，不易發(fā)生表面氧化；
家熱效率高；
設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，勞動(dòng)強(qiáng)度低；
密封性差；
爐輥容易彎曲；
鋼管端頭容易碰撞爐輥；
管坯加熱缺陷及其預(yù)防
影響加熱質(zhì)量的因素包括加熱溫度、加熱速度、加熱和保溫時(shí)間以及爐內(nèi)氣氛等。制定管坯加熱的依據(jù)是奧氏體化動(dòng)力學(xué)曲線。
管坯的加熱溫度對(duì)管坯加熱質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)為加熱溫度過(guò)低、過(guò)高或者加熱不均。
加熱溫度太低時(shí)會(huì)增大金屬的變形抗力，降低金屬的塑性。特別是當(dāng)管坯加熱溫度不能保證鋼的金相組織*轉(zhuǎn)化為奧氏體晶粒時(shí)，管坯在熱軋過(guò)程中，產(chǎn)生裂紋的趨勢(shì)會(huì)大大增加。
管坯在高溫下加熱時(shí)，管坯表面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧化、脫碳甚至產(chǎn)生過(guò)熱或者過(guò)燒。管坯過(guò)熱主要是管坯加熱溫度過(guò)高，或者在較高的加熱溫度下加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成奧氏體晶粒過(guò)分粗大所致的缺陷。當(dāng)管坯加熱到固相線溫度附近時(shí)，使奧氏體晶界發(fā)生氧化甚至晶界局部熔化，管坯便產(chǎn)生了過(guò)燒。
管坯過(guò)燒，在加熱過(guò)程中是一種十分嚴(yán)重的缺陷。過(guò)熱的管坯穿孔毛管會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)折；而過(guò)燒的管坯會(huì)使鋼管報(bào)廢。一般情況下，管坯過(guò)燒是一種極不正常的現(xiàn)象，可能是因?yàn)樵O(shè)備失靈或者操作不當(dāng)造成的。對(duì)此應(yīng)該予以高度重視。
管坯的加熱不均勻(俗稱陰陽(yáng)面)。產(chǎn)生的主要原因是加熱的時(shí)間主要是保溫時(shí)間不夠，或者是加熱爐的燒嘴布置和和火焰調(diào)整不當(dāng)所致。加熱不均勻的管坯穿孔出來(lái)的毛管會(huì)產(chǎn)生壁厚不均，不均勻的程度比較嚴(yán)重時(shí)，穿孔出來(lái)的毛管會(huì)看到螺旋狀的“黑帶”。
制定管坯的加熱工藝參數(shù)時(shí)，為了確定各個(gè)鋼種的的加熱溫度，應(yīng)在鐵-碳相圖的指導(dǎo)下，遵循以下基本原則：
保證必須把管坯加熱到臨界溫度以上，以便得到均勻一致的奧氏體組織；
應(yīng)保障管坯在單一的奧氏體區(qū)內(nèi)完成穿孔變形，荒管的終軋溫度在850°C左右；
管坯的加熱溫度不能太靠近固相線(低100-150°C)，以防止晶界氧化，出現(xiàn)過(guò)熱或者過(guò)燒；
減少管坯的氧化，防止管坯的表面嚴(yán)重脫碳，應(yīng)注意調(diào)節(jié)加熱爐內(nèi)的氣氛；
在制定管坯的加熱工藝參數(shù)時(shí)，還應(yīng)該考慮以下因素的影響：
管坯的化學(xué)成分和原始組織；
管坯的尺寸和大?。?br />
加熱爐的形式和加熱介質(zhì)；
加熱爐的裝陸方式和裝爐量
管坯的加熱速度：
管坯的加熱速度與管坯的熱裂紋大產(chǎn)生有密切的關(guān)系，當(dāng)管坯入爐后，若加熱爐的溫度過(guò)高或者管坯在加熱爐中加熱的速度過(guò)快時(shí)，則管坯易產(chǎn)生熱裂紋。
加熱裂紋既處在于管坯的表面，也有可能存在于管坯的內(nèi)部，當(dāng)有帶有加熱裂紋的管坯進(jìn)行穿孔時(shí)，容易在毛管的內(nèi)外表面形成裂紋或者折疊。由于合金鋼的熱傳導(dǎo)系數(shù)較低，合金鋼管坯產(chǎn)生熱裂傾向性更高，為此應(yīng)該降低加熱速度。管坯加熱裂紋還與管坯的尺寸有關(guān)系。管坯直徑越大，越易產(chǎn)生裂紋。因此，在加熱較大直徑的管坯時(shí)候，當(dāng)管坯處于較低的溫度時(shí)，應(yīng)該使用較低的加熱速度。
管坯的加熱時(shí)間和保溫時(shí)間：；
為了減少加熱時(shí)間和保溫時(shí)間不合理造成的管坯加熱質(zhì)量的缺陷，管坯的加熱應(yīng)該遵循以下原則：
確保管坯加熱均勻，并全部轉(zhuǎn)化為奧氏體；
碳化物應(yīng)溶于奧氏體晶粒中；
奧氏體晶粒不能粗大，不能出現(xiàn)混晶；
加熱管坯不能產(chǎn)生過(guò)熱或者過(guò)燒
總而言之，為了提高管坯加熱質(zhì)量，預(yù)防管坯的加熱缺陷，在制定加熱工藝參數(shù)時(shí)，一般遵循以下幾個(gè)基本要求：
加熱溫度準(zhǔn)確，以保證管坯在的穿孔工藝性能；
加熱溫度均勻，力求管坯沿縱向很橫向的加熱溫度差不得大于10°C；
金屬燒損少。在加熱過(guò)程中應(yīng)防止管坯產(chǎn)生過(guò)氧化、表面裂紋、粘結(jié)等；
加熱制度合理，應(yīng)做好加熱溫度、加熱速度和加熱時(shí)間合理配合，以防止管坯產(chǎn)生過(guò)熱或者過(guò)燒。
在實(shí)際操作過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)以上的基本要求，應(yīng)當(dāng)注意一下幾個(gè)基本問(wèn)題：
按照鐵-碳相圖來(lái)確定管坯的加熱溫度
注意調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛，均熱段要保持弱還原性火焰，根據(jù)燃?xì)獾陌l(fā)熱值合理調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝獾目杖急?br />
在保證管坯不產(chǎn)生加熱裂紋的前提下，采用高溫短時(shí)快速加熱；
對(duì)于加熱時(shí)間和保溫時(shí)間，綜合考慮加熱氧化、脫碳和溫度均勻性的要求。
荒管加熱缺陷及其預(yù)防
軋管機(jī)軋后的荒管，一般不能保證溫度的均勻一致，也難以保證荒管的終軋溫度要求，因此需要在定徑前進(jìn)行再加熱。本文重點(diǎn)介紹電感式荒管再加熱爐。
電感應(yīng)式荒管在加熱爐由高頻供電系統(tǒng)、感應(yīng)線圈、電容器、冷卻水系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)和儀表檢測(cè)系統(tǒng)等六部分構(gòu)成?；墓芡ㄟ^(guò)帶電感應(yīng)線圈時(shí)加熱。與傳統(tǒng)的步進(jìn)式加熱爐相比，基建投資減少70%，能耗和維修費(fèi)用也比較低?；墓艿募訜釙r(shí)間不超過(guò)30s。屬于特快速加熱，荒管加熱后的晶粒很細(xì)，綜合力學(xué)性能會(huì)得到顯著改善，其次加熱過(guò)程中沒(méi)有燒損，有效的提高了鋼管的成材率。(詳見(jiàn)書(shū)70頁(yè))
荒管再加熱過(guò)程中的主要質(zhì)量缺陷包括,荒管的加熱不均、加熱溫度太高或者太低、金相組織不合理、表面嚴(yán)重氧化和脫碳、過(guò)熱或者過(guò)燒，以及管體在加熱爐內(nèi)的機(jī)械擦傷。
鋼管熱處理缺陷及其預(yù)防
金屬材料熱處理分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理。鋼管熱處理一般采用整體熱處理。一般都經(jīng)過(guò)加熱、保溫、冷卻等基本過(guò)程，這些過(guò)程中都有可能產(chǎn)生缺陷。
鋼管的熱處理缺陷主要包括鋼管組織性能不合格、尺寸超標(biāo)以及表面裂紋、擦傷、嚴(yán)重氧化、脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒等。
鋼管的熱處理工藝特點(diǎn)：
*道工序是加熱：一種是臨界點(diǎn)Ac1或者Ac3以下的加熱；另一種是臨界點(diǎn)Ac1或者Ac3以上的加熱。*種主要是穩(wěn)定鋼的組織和消除鋼管的殘余應(yīng)力，第二種主要是將鋼奧氏體化。
第二道工序是保溫：目的是均勻鋼管的加熱溫度，以得到合理的加熱組織。
第三道工序是冷卻：冷卻過(guò)程是鋼管熱處理的關(guān)鍵工序，他決定鋼管在冷卻后的金相組織和力學(xué)性能。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所采用的鋼管冷卻方式是多種多樣的。經(jīng)常采用的冷卻方式有爐冷、空冷、油冷、聚合物冷、水冷。
根據(jù)不同的鋼管加熱溫度，結(jié)合不同的鋼管冷卻速度，分為正火、退火、回火、淬火及其他工藝。
正火：細(xì)化奧氏體晶粒，均勻內(nèi)部組織和改變殘余應(yīng)力狀態(tài)，提高鋼管的綜合性能。減輕鋼管在變形過(guò)程中的所形成的帶狀組織和混晶(但是不能消除因鋼中的偏析和夾雜物等造成的帶狀組織)；消除過(guò)共析鋼中的網(wǎng)狀碳化物，有利于球化退火；用作中碳鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼管淬火前的預(yù)處理，以細(xì)化晶粒使組織均勻，減少淬火工序所產(chǎn)生的鋼管缺陷；對(duì)于低碳鋼和低合金鋼鋼管用以替代退火，改善鋼管的切削性能；也可以作為要求不高的普通鋼管的終熱處理。
退火：分為再結(jié)晶退火、*退火、等溫退火、球化退火和消除殘余應(yīng)力退火。一般高碳、低合金和合金鋼鋼管，需要通過(guò)退火降低其硬度和強(qiáng)度，提高塑性，消除內(nèi)應(yīng)力和組織不均，細(xì)化結(jié)晶組織，以利于鋼管的機(jī)加工和為鋼管的終熱處理奠定基礎(chǔ)。
回火;一般分為低溫回火(150-250°C)、中溫回火(350-500°C)、和高溫回火(500-650°C)。提高鋼管的塑性和韌性；使鋼管獲得良好的綜合力學(xué)性能，降低或者消除鋼管在淬火時(shí)所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力以及穩(wěn)定鋼管尺寸，使鋼管在使用過(guò)程中不發(fā)生變化?；鼗鹨话悴捎每绽?，為防止鋼管重新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)該緩慢冷卻；對(duì)于高溫回火脆性的鋼管，回火后應(yīng)采用快速冷卻，如油冷。
淬火：將金屬材料加熱到奧氏體Ac3線以上30-50°C，保溫一段時(shí)間后使鋼管快速冷卻而得到馬氏或者貝氏體的工藝過(guò)程。鋼管淬火后會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，一般可通過(guò)回火消除和改善。淬火和回火結(jié)合(調(diào)質(zhì))能使鋼材的綜合性能得到大幅提高。
其他工藝還有，固溶處理和保護(hù)氣體熱處理等。
熱處理缺陷及其預(yù)防
鋼管組織性能不合格：鋼管奧氏體化之后，根據(jù)其不同的碳含量和不同的冷卻速度，可以得到珠光體組織、貝氏體組織、馬氏體組織。如果熱處理工藝控制不當(dāng)就可能產(chǎn)生魏氏組織。魏氏組織是一種過(guò)熱組織。對(duì)鋼管的綜合性能有不良影響(該組織在高溫持久性能方面比較優(yōu)異)，會(huì)使鋼管常溫強(qiáng)度降低、脆性增加。較輕的魏氏組織可以采用適當(dāng)溫度的正火來(lái)消除，而程度較重的魏氏組織可以用二次正火來(lái)消除。*次正火溫度 較高，第二次正火溫度較低。同時(shí)還起到細(xì)化晶粒的作用。
過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線(TTT)和過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT)是制定熱處理冷卻速度的重要依據(jù)。
鋼管尺寸不合格
鋼管經(jīng)熱處理后，在某些情況下其尺寸會(huì)發(fā)生明顯變化而出現(xiàn)超差，包括鋼管的外徑、橢圓度以及彎曲度的變化。一般發(fā)生在淬火工藝時(shí)。常?；鼗鸸ば蚝笤鲈O(shè)定徑工序。鋼管的橢圓度變化通常發(fā)生在鋼管的端部，主要是因?yàn)榇罂趶奖”诠茉谶M(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加熱時(shí)，因管端“燒塌”造成的。
