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技術(shù)文章

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無縫管的生產(chǎn)過程和技術(shù)

無縫管的生產(chǎn)過程和技術(shù)
先準(zhǔn)備鋼管的管坯→然后管坯加熱→管坯穿孔→然后管坯打頭→半成品鋼管退火→鋼管酸洗→鋼管涂油(鍍銅)→多道次冷拔(冷軋)→半成管→鋼管熱處理→鋼管矯直→鋼管水壓試驗(yàn)(探傷)→鋼管打標(biāo)→近鋼管入庫(無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)過程)
　　鋼管的試驗(yàn)檢測
　　鋼管-1 鋼管化學(xué)成分
　　對(duì)于鋼管的化學(xué)成分檢測，主要目的為判斷該批次成品管是否符合該鋼級(jí)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并以此次分析結(jié)果作為該批次成品管的判定依據(jù)。目前，鋼管研究所完成大批量分析成品管化學(xué)成分的分析儀器主要使用直讀光譜儀、碳硫分析儀完成大量的在線成品管的生產(chǎn)檢測任務(wù)，現(xiàn)將上述兩臺(tái)儀器作以簡單介紹：
　　鋼管-1.1
　　鋼管-1.1.1
　　直讀光譜儀
　　基本原理
　　光譜分析是利用物質(zhì)在外界能量的激發(fā)下而發(fā)射出的光來判斷物質(zhì)組成的一門技術(shù)，它的進(jìn)步與物理學(xué)和化學(xué)方面的發(fā)展分不開的。物質(zhì)由分子及原子組成并有其屬性，通過用屬性的區(qū)別，可以測定物質(zhì)的組成部分。物質(zhì)在一定的條件下能發(fā)射出特征的光譜，利用光譜的這個(gè)屬性來測定物質(zhì)的存在。光譜分析所得到的測定結(jié)果只能給出物質(zhì)組成的元素的種類及其含量，不能顯示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。光譜分析的三種方式：線狀光譜、帶狀光譜及連續(xù)光譜。鋼管-1.1.2 光譜的特點(diǎn)
　　直讀光譜儀主要用于成品管中 C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo、Cu、Al、V、Ti、Nb、
　　B、Zn 及五害元素(Pb、Sn、As、Sb、Bi的定量分析任務(wù)，目前對(duì)成品檢測使用的儀器為 ARL4460，該類分析儀器具有如下特點(diǎn)： 1 分析靈敏度高，能作微量分析及痕量分析。儀器分析相對(duì)靈敏度可達(dá) ppm 級(jí)，儀器分析適宜于微量及痕量分析; 2 對(duì)含量變化的靈敏度高; 3 光源有良好的穩(wěn)定性及再現(xiàn)性; 4 光源激發(fā)出的譜線沒有背景或北京很低; 5 分析結(jié)果不受樣品組織結(jié)構(gòu)不同而變化; 6 預(yù)燃及曝光時(shí)間短; 7 分析時(shí)對(duì)試樣的破壞小，進(jìn)行的是所謂微損或無損分析; 8 分析速度快：儀器分析可在短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)分析周期(1 分鐘左右，適宜于批量分析和自動(dòng)分析; 9 分析所需試樣少：儀器分析只需根據(jù)分析鋼種，選擇適合標(biāo)鋼，便可分析得出結(jié)果; 10 儀器分析用途廣泛，除能分析鐵基樣品外，還可進(jìn)行鎳基、鉻基樣品檢測。
　　鋼管-1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品
　　光譜定量分析是一種比較的方法，進(jìn)行分析所依靠的是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)樣品做出的工作曲線，然后才能在工作曲線中找出未知樣品的含量，標(biāo)準(zhǔn)樣品是相當(dāng)重要的。因此必須具備如下基本要求： 1 應(yīng)有高度的均勻性; 2 3 4 5 6 化學(xué)成分應(yīng)接近分析樣品; 結(jié)構(gòu)狀態(tài)應(yīng)與分析樣品的結(jié)構(gòu)盡可能的接近; 含量范圍應(yīng)稍大于分析樣品，以保證分析結(jié)果的可靠性; 應(yīng)有穩(wěn)定的狀態(tài)，并能長久保持; 分析元素結(jié)果應(yīng)由幾家分析單位給出，好使用具有證書的標(biāo)鋼。

　　下面進(jìn)一步描述無縫管的生產(chǎn)過程和技術(shù)
　　鋼管-1.1.4
　　光譜定量分析條件的選擇
　　光譜定量分析尤其是對(duì)低含量元素定量分析，為了要有低的檢出限和高的度，除要對(duì)定性分析中所關(guān)心的光源選擇、曝光時(shí)間等予以重視外，還要注意以下問題：
　　1
　　樣品處理：試樣加工過程中防止工具給樣品帶來的污染，試樣加工過程中避免過熱使表面氧化。加工完好的試樣表面不應(yīng)有裂紋、夾雜、砂眼等缺陷。譜線強(qiáng)度與試樣形狀、大小、光源作用面積等有關(guān)，雖然激發(fā)光源的電流、功率大小相同，也會(huì)因?yàn)樯鲜鲈蛟斐稍嚇颖砻婢植侩娏鞔笮〔煌率乖卣舭l(fā)、激發(fā)、溫度不同而造成差別。因而，標(biāo)樣、試樣的制備方法、形狀、大小應(yīng)盡量相同。換言之，樣品分析時(shí)激發(fā)部位的條件盡可能接近;
　　2 輔助電極選擇：對(duì)輔助電極起碼的要**不含有被測元素或其材質(zhì)為光譜純; 3 分析間隙的選擇：工作曲線制作過程中及未知試樣分析過程中應(yīng)保證試樣與電極分析間隙一致，尤其是在清理維護(hù)后、分析之前確認(rèn); 4 曝光時(shí)間選擇：至于曝光時(shí)間的長短問題，它取決于試樣中分析元素含量多少、譜線性質(zhì)、激發(fā)光源等因素。具體做法是在利用已知含量標(biāo)準(zhǔn)樣品測出黑度，求出相應(yīng)的量，以與標(biāo)樣含量一致的曝光時(shí)間為測定未知試樣的曝光時(shí)間。制作工作曲線時(shí)完成此事 ( ;
　　鋼管-1.1.5 分析數(shù)據(jù)報(bào)出
　　儀器激發(fā)試樣分析結(jié)束后，對(duì)分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比較后，按照 GB/T8170《數(shù)據(jù) 修約規(guī)則》進(jìn)行修約后報(bào)出分析結(jié)果。在成品檢測中，為保證碳、硫元素分析的度。采用碳硫分析儀分析這兩個(gè)元素。
　　鋼管-1.2
　　鋼管-1.2.1
　　碳硫分析儀
　　基本原理
　　載氣(氧氣經(jīng)過凈化后，導(dǎo)入高頻爐，樣品在燃燒爐高溫下通過氧氣氧化，使得樣品中的碳和硫氧化為 CO2、CO 和 SO2，所生成的氧化物通過除塵和除水凈化裝置后被氧氣載入到硫檢測池測定硫。此后，含有 CO2、CO、SO2 和 O2 的混合氣體一并進(jìn)入到加熱的催化劑爐中，在催化劑爐中經(jīng)過催化轉(zhuǎn)換 CO→CO2，SO2→SO3，這種混合氣體進(jìn)入到除硫試劑管后，導(dǎo)入碳檢測池測定碳。殘余氣體由分析器排放到室外。與此同時(shí)，碳和硫的分析結(jié)果以%C 和%S 的形式顯示在主機(jī)的液晶顯示屏上。鋼管-1.2.2 分析特點(diǎn)
　　紅外碳硫分析儀適用于各種鋼鐵(包括碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金高強(qiáng)度結(jié) 構(gòu)鋼，不銹鋼，鑄鋼等。同時(shí)也適用于各種鐵合金，生鐵，石灰石，玻璃，陶瓷等其他無機(jī)材料的分析。由于光譜分析是樣品表面分析，而碳硫分析在樣品取樣過程中為縱深取樣，能夠更加反映樣品特征。目前使用的碳硫分析儀為美國力可公司 CS-444，其儀器具有如下分析特點(diǎn): 分析范圍：(基于 1g 試樣碳：0.6ppm – 6% ; 硫：0.6ppm – 0.4%( 可以通過減少樣品稱重?cái)U(kuò)大其分析范圍 ;精度：碳：0.3ppm 或≤ 0.5%RSD 硫：0.3ppm 或≤
　　1.5%RSD;可讀位：碳/硫 0.001ppm;校準(zhǔn)：線性、單點(diǎn), 多點(diǎn)，手動(dòng);分析時(shí)間：≤ 40 秒
　　鋼管的試驗(yàn)檢測
　　鋼管-1.2.3
　　分析數(shù)據(jù)報(bào)出
　　碳硫分析儀具有良好的線性，在分析工作之前須對(duì)該設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，并用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。此分析方法同樣為比較分析方法，未知試樣的分析結(jié)果可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的偏差情況進(jìn)行修約(修約規(guī)則為 GB/T8170，經(jīng)過修約的分析結(jié)果在確認(rèn)后報(bào)出。為完成大量的生產(chǎn)檢測任務(wù)，且根據(jù)公司目前生產(chǎn)品種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及今后發(fā)展方向，我所于 06 年新增、更新部分大型精密儀器，目前分析所使用的分析儀器主要包括：直讀光譜儀、碳硫分析儀、X 射線熒光、電位滴定儀、紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收光譜儀、等離子體發(fā)射光譜、等離子體發(fā)射質(zhì)譜等，目前這些儀器可根據(jù)不同分析方法、原理完成相應(yīng)分析元素檢測任務(wù)，并起到互相補(bǔ)充的作用，拓寬分析范圍及領(lǐng)域。
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