石油阀体是一种大型锻件,其工作环境恶劣,往往需要承受高温高压或是低温高压的严酷环境。随着石油行业技术的不断发展以及使用环境越来越复杂,石油阀体也在向高技术、耐高温、耐腐蚀、高寿命等方向发展。因此,其工作环境对阀体内部组织及性能都有较高的要求。阀体锻件报废大部分是由于超声检测缺陷超标导致的,对超标缺陷进行定性分析,确定缺陷的种类和性质,对预防和控制阀体锻件超声检测缺陷及提高内部质量具有极其重要的意义。
1、阀体产品概况
阀体外形见图1,其尺寸为400mm*400mm*1600mm。生产工艺,下料-加热-镦粗-拔长 -镦粗-滚圆-模锻-正火-堆冷-粗车-探伤-成品。
整个阀体距内控100mm范围内存在大量密集型缺陷,缺陷回波灵敏、尖锐,此起彼伏,具有明显的方向性,最大当量φ7mm。
图1:石油阀体外形图
2、低倍分析
在探伤定位处取样磨平后酸洗,酸洗面见图2,宏观可见数处裂纹,沿变形方向分布,裂纹最长10mm。
图2:低倍酸洗面
3、金相高倍分析
在缺陷处取样进行高倍分析,可见数处裂纹,略呈锯齿状,见图3。试样腐蚀后可见裂纹具有穿晶特征,见图4。
图3:裂纹形貌 图4:裂纹具有穿晶特征
4、断口分析
试样在淬火状态下打断,断口上可见数处椭圆形白色斑点,斑点内组织为粗晶颗粒状,见图5。
图5:断口形貌
5、结论
经过对阀体锻件的解剖和分析,低倍可见细小裂纹,宏观断口可见数处椭圆形白色斑点,高倍可见应力裂纹,综合以上分析探伤缺陷定性为白点。针对该问题主要通过以下几项措施来避免该类缺陷的产生:
(1)降低炼钢过程中的H含量,如控制辅料水分、中间包炉衬烘烤、长水口套管密封等;
(2)控制钢坯及锻件的冷却速度,增加氢扩散效果。
参考文献:
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