中国船级社 刘孟云

刘孟云2007年7月毕业于哈尔滨工程大学船舶与海洋工程专业，2010年4月进入CCS工作，先后从事船舶建造检验、营运检验、产品检验和国内船舶审图，现为浙江分社产品处验船师/高级工程师，主要从事产品检验工作。

不锈钢无缝钢管广泛用于高压、低温和耐腐蚀环境管系，力学性能、工艺性能和耐腐蚀性是衡量钢管质量的三项重要指标，也是确保船舶安全航行的重要保证。在实船应用中，某不锈钢化学品船，在首航后发现甲板货物管系存在泄漏，经压力试验发现有10余处孔状泄漏。某乙烯船用货罐制造过程中，发现多处罐头穿舱管内表面质量问题，包括内壁麻点和表面裂纹。那么这些问题如何才能从根本上解决呢?

制造缺陷与预防措施

根据不锈钢无缝管生产流程图（图1），圆钢钢坯经穿孔、冷拔/冷轧、固溶、校直、酸洗等主要工序制成无缝钢管，各个制管环节相辅相成，特别是对原材料和中间品的质量控制，是确保成品管化学成分、表面质量、力学性能、工艺性能和耐腐蚀性能等指标符合规范和标准的重要保障。

1、控制原材料品质

生产无缝钢管所用的原材料主要是连铸圆管坯、轧（锻）制圆钢，确保钢坯质量是把好钢管质量的第一道关，主要包括炼钢水平、浇注和冷却工艺，以及成形质量。首先是提高炼钢水平，需降低有害元素和气体（氮氢氧），提高成分的均匀性和纯净度，减少非金属夹杂物，同时改变其分布形态都是关键。钢坯的成分不均匀且产生严重偏析时，会使轧制后的钢管呈现严重的带状组织，从而降低钢管力学性能和腐蚀性能，甚至不合格。非金属夹杂物（如硫化物和氧化物、硅酸盐）被压成薄片，不仅会影响钢管的性能，而且可能会使钢管在生产过程中产生裂纹（图1）。其次，完善浇注和冷却工艺，减少皮下气泡、皮下裂纹、疏松和缩孔也不能忽视，因为这些缺陷无论是哪一种，在穿孔和轧管过程中都有可能造成缺陷，有的缺陷在使用后放大，缩短了产品使用寿命；严重时在中间品就直接报废，如内折（图2）。此外，钢坯的外形偏差，如直线度、直径和椭圆度，这都将直接影响到穿孔质量，造成荒管质量缺陷。

图1 夹杂物引起的裂纹

图2 中心疏松引起的内折

因此，认可时不仅需要关注炼钢设备及工艺，更要延伸至无缝钢管的试验，通过这样的认可过程来确定钢坯出厂检验的检验项目、取样数量和验收标准，特别是规范和指南中没有明确但又需要重点关注的质量项目，如低倍和微观组织的检测。

2、确保热炉温控准确性和均匀性

无缝钢管制造中用到的热炉有钢坯加热炉和钢管热处理炉。温控准确性和均匀性是评判加热设备好坏的两个重要指标，是加热工艺的重要保证，因此制造厂应严格履行热电偶使用期限和校准周期规定，以及炉膛温度均匀性检测。

加热工艺的制定应综合考虑热炉设备、管坯或钢管种类、数量等固有属性，严格控制加热速度、保温时间和冷却速度，避免产生裂纹，过热或过烧。以穿孔阶段管坯加热为例，考虑不锈钢常温下导热系数小（即传热慢），而膨胀系数大，所以应当在炉内应有较长的预热时间，加热初期的升温速度宜慢，以防产生热裂纹；当坯温超过一定温度（一般850℃左右）后，不锈钢的导热性和塑性迅速增加，同时不锈钢在高温段停留的时间太长会产生α相，即生成铁素体，α相超过一定比例后，金属热塑性急剧下降，严重时，将导致穿孔无法进行，而且高温及长时保温还会使内部晶粒粗大，因此在均热阶段则应当快速加热，短时间完成均热。

此外，还应注意控制炉内气氛的调节，保持弱氧化性气氛，不仅可以减少表面氧化的程度，也能防止表面增碳。

3、优化检验流程和设备

不锈钢无缝钢管制管过程中的中间品检验是控制成品管质量的关键，特别是内壁表面质量，必须重视从源头抓。首先要建立合理、有效的检验和处理程序（图3所示），确保能发现存在的问题，发现的问题能够得到有效处理。以荒管为例，一般会采用抛丸或酸洗/钝化来清除表明氧化物，达到检验状态；为确定缺陷是否清除干净，必要时还需要着色探伤、回炉和酸洗相结合的检验手段，这样就能有效确保有缺陷的中间品不会流入下道工序。

其次，还需要配备足够、有效的检验设备。如内窥镜、测厚仪、强光手电筒等，图4是对同一根缺陷管用新旧内窥镜检验的效果对比图，旧设备辨识率低，即使经验丰富的检验员也可能出现漏检，新设备则能快速识别缺陷种类和位置。

另外是要建立有效的缺陷反馈制度，及时对产生的缺陷进行分析和统计，如缺陷类别、产生阶段、产生频率、处理方式，以便及时对造成缺陷的原因进行分析，并指导按统一的工艺清除缺陷。

图3 钢管表面缺陷处理流程

图4 新旧内窥镜检验效果对比图

表 晶间腐蚀试验关注要点

成品管的检验缺陷不容忽视

成品管检验作为最后一道质量屏障，其重要性不言而喻，一旦出现检验缺陷，将直接影响试验效果和试验数据的准确性，以下列举了几个典型的检验缺陷，钢管制造厂应引起重视。

1、取样与制样

产品终检时，涉及试样的问题包括取样数量、取样位置、试样加工位置和尺寸。首先是取样数量和位置，CCS规范是根据钢管等级和每批数量确定取样钢管根数，这与产品标准有所区别，如GB 13296要求从每批两根不同钢管取样即可。此外，规范还要求每根取样钢管都应进行所有出厂试验项目，因此制造厂编制取样计划单时，应注意明确试样在样管上的分配，杜绝集中取样。

其次，试样加工位置和尺寸的要求也不应忽视，制造厂应首先制定制样作业手册，明确好制样细节，特别是外协制样的钢管企业，更应注重对外协方的能力考核，同时做好试样尺寸验收和加工余料的检查，多管齐下，避免制样错误。

2、试验准备与试验方法

腐蚀试验药剂/试剂过期，辅料不符合试验要求，以及试验方法不准确，同样可能造成试验结果不准确，以至漏检产品缺陷。以晶间腐蚀为例（表），试剂浓度/纯度不够或因保存不当失效等试验因素都直接导致试验结果。

拉伸试验时，由于不锈钢属于屈服特征不明显的材料，故一般测定非比例延伸强度Rp0.2,Rp1.0（规定非比例延伸率为0.2%，1%时的延伸强度）作为屈服强度衡量指标。拉力试验机大都自带这样的测试功能，但是如果不用引伸计，测出来往往不准确，因为此时拉伸曲线就把标距以外的变形等干扰都包进了曲线。因此，必须要求制造厂加装小变形引伸计，以此来找出准确的屈服值。

此外，延长率的测定还需关注规范、标准对测试标距的计算方法，以及换算规定，如国标与美标转换时可参考GB/T17600.2。

水压试验用于测试成品实际承压能力，但试验时应注意不是压力越高越好、越久越好，否则就是破坏试验，可能造成缺陷或影响使用寿命。

作为水压试验的替代，涡流和超声波无损探伤用于检测表面和近表面缺陷方便快捷，广泛用于无缝钢管产品检验的流水线，快速识别超标缺陷并报警。制造厂编制的无损检测工艺中通常规定了样管上线校验周期（时长或根数），但是这种工艺实际上不具备通用性，每台设备的使用频率不同、新旧程度和稳定性不同，不能一概而论。此外，还应关注样管种类、规格及标（样）准，是否适合产品标准对无损探伤的要求。

综上所述，产品制造厂都应健全实验室规章制度、落实好试验药剂验收、保存和使用要求；注意对试验人员能力的培训和考核，确保其正确掌握试验方法；注意评估作业指导书与试验设备、试验设备间的适用性，确保试验各个环节准确、规范。

国内首艘南极磷虾捕捞船开赴南极

2020年5月14日，由江苏智慧海洋产业联盟成员单位——江苏深蓝远洋渔业有限公司投资建造的国内首艘南极磷虾专业捕捞加工船“深蓝号”从连云港扬帆起航开赴南极。

南极磷虾是全球可捕捞量最大和具有重要开发潜力的海洋渔业资源，是国家高度重视的战略性资源。