Page 87 - 理化检验-物理分册2024年第六期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230216

无缝钢管表面异常磁痕产生原因

杜志杰，张 凯
（西安摩尔石油工程实验室股份有限公司，西安 710065）

摘 要：某无缝钢管在磁粉检测过程中出现异常磁痕，采用热酸腐蚀试验、金相检验、扫描电镜和
能谱分析、电子探针分析等方法对异常磁痕产生原因进行分析。结果表明：无缝钢管外壁存在明显
带状成分偏析，成分偏析导致奥氏体稳定性提高，马氏体转变起始温度降低，使组织中出现残余奥
氏体，造成磁粉检测过程中出现异常磁痕；这些磁痕沿螺旋方向分布，对材料的纵向力学性能和横
向力学性能影响不大。
关键词： 无缝钢管；异常磁痕；偏析；残余奥氏体；热酸腐蚀试验
中图分类号：TG115.28；TB31 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)06-0071-04
Causes of abnormal magnetic marks on seamless steel pipe surface

DU Zhijie, ZHANG Kai

(Xi’an Moore Petroleum Engineering Laboratory Co., Ltd., Xi’an 710065, China)

Abstract: Abnormal magnetic marks appeared in the magnetic particle testing process of a seamless steel pipe.
The causes of abnormal magnetic marks were analyzed by hot acid corrosion test, metallographic examination, scanning
electron microscopy and energy spectrum analysis, electron probe analysis and other methods. The results show that there
was obvious banded composition segregation on the outer wall of the seamless steel tube. The composition segregation
led to the improvement of austenite stability, the decrease of the initial temperature of martensitic transformation, the
appearance of residual austenite in the microstructure, and the abnormal magnetic marks in the process of magnetic particle
detection. These magnetic traces were distributed along the spiral direction, which had little effect on the longitudinal and
transverse mechanical properties of the material.
Keywords: seamless steel pipe; abnormal magnetic mark; segregation; residual austenite；hot acid corrosion test

对某无缝钢管进行磁粉检测时，发现其管体表 金属流线、加工硬化以及金相组织不一致等引起；相
面磁粉聚集成细线状，对其进行着色渗透检测，并未 关性磁痕是由材料缺陷引起的，如裂纹、白点、发纹、
[1]
在试样表面发现开口型缺陷，在钢管上截取试样，并 夹杂物及疏松等 。
对试样进行打磨、抛光后，再次进行磁粉检测，磁痕 笔者采用热酸腐蚀试验、金相检验、扫描电镜
仍存在且保持原状。该钢管规格为89 mm×10 mm （SEM）和能谱分析、电子探针分析等方法对异常磁
（外径×壁厚） ，材料牌号为27SiMn钢。 痕产生原因进行分析，以防止该类问题再次发生。
磁粉检测利用磁粉聚集来显示工件上的不连续 1 理化检验
及缺陷，一般将材料的不连续和缺陷分为3类，即假
1.1 热酸腐蚀试验
磁痕、非相关性磁痕、相关性磁痕。假磁痕不是由磁
对该无缝钢管进行热酸腐蚀试验，发现管体外
力引起的，一般与工件表面状态有关，如锈蚀、表面
表面存在3个条状异常区域， 宏观形貌表现为条状区
粗糙等；非相关性磁痕一般由工件加工面突然变化、
域内存在断续的腐蚀沟，与管体轴线成15°，3个条状
区域周向间隔为120°， 其宏观形貌如图1所示。
1.2 金相检验
收稿日期：2023-08-07
在管体上沿条状异常区域切取试样，对试样进
作者简介：杜志杰（1983-） ，男，高级工程师，主要从事石油钻
杆油套管失效分析工作，dzj08118@163.com 行金相检验，结果如图2所示。由图2可知：该无缝
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