鋼管の熱処理における主な品質欠陥

パイプの熱処理によって引き起こされる品質問題は、主にいくつかの側面 (性能、組織、欠陥、サイズ、表面など) に反映されます。

1. パフォーマンスと組織の問題 パフォーマンスと組織の問題
材料の組成と元の状態、熱処理プロセスの合理性、および熱処理品質管理の中核となるプロセス管理のレベルによって異なります。熱処理プロセスが適切に策定または実施されていない場合、パイプの性能 (降伏、引張強さ、伸びなど) が規格で指定された要件を超えてしまいます。組織には、標準で許可されていないウィドマンシュテッテン組織とバンド組織が含まれます。

2 サイズの問題
主に長さ方向（アキシャル）の曲げと、断面方向（ラジアル）の楕円率および外径公差に現れます。
2.1 鋼管が曲がる原因
2.1.1 鋼管の加熱ムラによる曲がり 鋼管の加熱ムラは、鋼管軸方向の温度差、焼入れ時の組織変態時間の違い、鋼管の体積変化の違いを引き起こし、曲がりの原因となります。
2.1.2 鋼管の焼入れによる曲げ: 焼入れは、高強度ケーシングや高級鋼ラインパイプの製造に推奨される熱処理方法です。焼入れ中、微細構造は非常に急速に変化し、鋼管の微細構造の変態により体積変化が生じます。鋼管各部の冷却速度が一定しないため、組織変態速度が一定せず、曲げの原因にもなります。
2.1.3 管ビレットによる曲がり：鋼管の化学成分に偏析があると、たとえ冷却条件が完全に一致していても、冷却中に曲がりが発生します。
2.1.4 不均一な冷却による曲がりの原因: 熱処理後、合金鋼管は通常回転させて自然冷却させます。このとき、鋼管の軸方向と周方向の冷却速度が不均一になり、曲げが発生します。鋼管の曲げ度合いが要求を満たさないと、その後の加工（輸送​​、矯正など）に影響を与え、さらには鋼管の性能に影響を及ぼします。
2.1.5 サイジングマシンでの曲げ: 合金鋼管、特に外径公差範囲が狭い鋼管 (パイプラインパイプやケーシングなど) は通常、焼き戻し後にサイジングを行う必要があります。サイジングマシンのフレームの中心線がずれていると鋼管が曲がってしまいます。
2.2 鋼管の楕円形と外径の主な理由: 鋼管の各部分の不均一な微細構造変態により、焼入れ中に鋼管は楕円形を生成します。楕円性が存在するため、ほとんどの鋼管は焼入れおよび焼き戻し後にサイジングを行う必要があります。寸法管理工程が良くないと外径が公差を外れてしまいます。

3 欠陥と表面の問題
3.1 鋼管の焼割れ：鋼管の焼入れ加熱温度が高すぎる、加熱時間が長すぎる、または加熱温度が著しく不均一であるため、焼入割れが発生しやすくなります。鋼管の化学成分に偏析があると、鋼管にも焼割れが発生しやすくなります。
3.2 鋼管の過熱または過燃焼：鋼管の焼入れ加熱温度が高すぎたり、加熱時間が長すぎたりすると、過熱または過燃焼が発生しやすくなります。ひどい場合には鋼管が崩壊してしまいます。
3.3 鋼管の表面脱炭または激しい酸化：鋼管を加熱すると、加熱温度や加熱時間の制御不良や空燃比のアンバランスなどにより、表面が激しく脱炭または酸化されます。