不鏽鋼管生產(production of stainless steel tube)通常稱耐(nài)大氣、蒸汽和水等弱腐蝕性介質腐蝕的鋼為不鏽鋼,稱耐酸、堿、鹽等化學侵蝕性(xìng)介質腐(fǔ)蝕的鋼為耐酸鋼。不鏽鋼和耐酸鋼的總稱是不鏽耐酸鋼,簡稱為不鏽(xiù)鋼。鉻是主(zhǔ)要合金元素,此外常加入鎳(niè)、鉬、鈦、铌、鉬等。不鏽鋼管的材質(zhì)主要(yào)有奧氏體不鏽鋼、鐵素體不(bú)鏽鋼、馬氏體(tǐ)不鏽鋼、雙(shuāng)相不鏽鋼和沉澱硬化型不鏽鋼(gāng)。不鏽鋼管廣泛用於石(shí)油、化工、造紙、化肥、汽車、飛機、電(diàn)站、裝璜等領域。
不鏽(xiù)鋼無縫管的生產方法可以是熱軋、熱擠壓、冷(lěng)軋(zhá)和冷(lěng)拔。近年來由於連(lián)鑄連(lián)軋技術的進步以及各種焊(hàn)接新技(jì)術和無損檢測技術的應用,不(bú)鏽鋼焊管的質量不斷提高,可以在各使用領域內(nèi)部分替代不鏽鋼無縫管,且價格比無縫管約低20%。當前工業應用的不鏽鋼管中焊管和無縫管各占50%。
不鏽鋼無縫管的生產特(tè)點
(1)塑性。馬氏體不鏽鋼在高溫下為單一的奧氏體組織時穿孔(kǒng)沒有(yǒu)困難,但(dàn)當(dāng)存在(zài)雙相組(zǔ)織(zhī)時(shí)穿孔性能有所降低(dī)。管坯加熱溫度一般為1130~1160℃(中心溫度),爐尾處溫度應小於900℃,終軋溫度應高(gāo)於臨界點轉變溫度,低碳的不低於850℃,高碳的不超過925℃。馬氏體不鏽鋼隨(suí)著含碳量的增加,鋼的強度和硬度提高,塑(sù)性降低,冷拔時應盡量(liàng)采用襯芯棒拔製,因空拔後容易爆裂。
奧氏體(tǐ)不鏽鋼的高溫塑性同殘留的α相有關。一(yī)般塑性(xìng)隨著α相的增多而降低。除α相(xiàng)外,在奧氏體不鏽鋼中還存在其他殘餘相,如各種形式的碳(tàn)化(huà)物、金屬間化合物等(děng)。這些多餘的相對不(bú)鏽鋼的塑性都有影響(xiǎng),影響的程度決定於它們的數量(liàng)及狀(zhuàng)態。加熱時多餘相呈網狀分布在晶界上,將顯著惡化金屬的塑性。奧氏(shì)體不鏽鋼高溫下塑性低,變形抗力(見金(jīn)屬變形抗力)大(dà),采用斜軋穿孔(見二輥斜軋穿孔)時應特別注意選取合理(lǐ)變形參(cān)數和溫(wēn)度參數。奧氏體不鏽鋼經過固溶處理(常采用軋後餘熱淬(cuì)水)後呈單相奧氏體組織,其特點是σb較高,但σs低,延伸性和韌性都大,冷變形的性能好,因此可取較大(dà)的道次變形量。但(dàn)冷變形時加工硬化很大,故繼(jì)續加工性(xìng)能差。
鐵(tiě)素體不鏽鋼為單一相組織,沒有臨界轉變點(相變),因此管坯加熱時間長和溫度高時晶(jīng)粒長大嚴重,導致鋼的塑性顯著下降。管坯加熱最高溫度在1000~1060℃。在這(zhè)個溫度範圍內鋼有良好的塑性(穿孔性能)。冷(lěng)拔(bá)錘頭前的加熱溫度為700~850℃,加熱時要防止(zhǐ)滲碳,錘頭後進行水淬。由於鐵素體鉻不鏽鋼有(yǒu)室溫脆性,冷加工性能較差,冷拔時容(róng)易開裂和拔斷,因此最好(hǎo)在具有一定溫度條件下拔製(見管材溫拔),起拔速度也不宜過大。冷軋鐵素體不鏽鋼管時,管料軋製時變形程度不大於40%~48%。在以後道次中(經表麵準備(bèi)和熱處理後),根據晶粒細化(huà)程度(dù),變形程度可增大到55%'~65%。為避免鋼管在軋製時產生裂紋,軋製時管子的溫升是有利的,因此,在多數情況下軋製這類鋼管時不用乳化液冷卻(què)工具和金屬。
(2)變形抗力。奧氏體和馬氏體不鏽鋼都具有較高的變形抗力(lì),加工硬化傾向大,且高溫下再結晶速度慢,因而冷軋這類鋼時要特(tè)別注意設備和電機能力。鐵素體或半鐵素體的低(dī)碳不鏽鋼和一般碳鋼有相同的變形抗力(lì)。
(3)寬展。不鏽鋼的寬展(橫變形)較大,馬氏體(tǐ)不鏽鋼寬展為碳鋼的1.3倍;奧氏體不鏽鋼為1.35~1.5倍,鐵素(sù)體不鏽鋼為1.55~1.6倍。因此斜軋穿孔時(shí)要注意控製橫變形,應(yīng)取較小的橢圓(yuán)度。冷、熱軋管的孔型橢圓度要大些,並應取小的道次變形量,以免出耳子等,在無張力減徑(見管材(cái)無張力減徑)時(shí)不鏽鋼管的壁增厚較大,同時減徑機(jī)的孔型橢(tuǒ)圓度要取大一(yī)些。
(4)對應力的敏感性。鐵(tiě)素體不(bú)鏽鋼具有常溫脆性,冷加工對應力的敏感性大,熱軋時應力(lì)的(de)敏感性小,軋後可水淬。馬氏體不(bú)鏽鋼對裂(liè)紋的敏感性較大,熱軋(zhá)後冷卻不能過(guò)快,一(yī)般采取堆冷。奧氏體不鏽(xiù)鋼(gāng)對裂(liè)紋的(de)敏感性小,熱軋後可水淬。
(5)導熱性。不鏽鋼的低溫導熱性都較差,而線膨脹係數則比碳鋼(gāng)大。為(wéi)保證加熱質量應采取低溫(<800℃)慢速加熱。
(6)抗氧化性。由於不鏽鋼具有抗氧化性(xìng),故加(jiā)熱對生成的氧化鐵皮是較少的(de)。但氧化鐵皮中含有鉻、鎳氧化(huà)物且很致密,冷加工時酸(suān)洗較為困難。常用(yòng)HF+HNO3進行酸洗(xǐ)或用堿一酸複合酸洗。
(7)粘結傾向。鐵素體(tǐ)、奧氏體一鐵素體和奧(ào)氏體的不鏽鋼軋製時易粘輥,使鋼管表麵質量降低(dī)。熱軋成品軋機(如定減徑機)用(yòng)鑄鐵輥可(kě)以減少粘輥現象。另外合理地使用冷卻水冷卻軋(zhá)輥也很重要。
不鏽鋼焊管的生產特點 φ219mm以下不(bú)鏽鋼焊管采用連續輥式成形基本上與高頻直縫焊管相似φ219mm以上采用壓力成形(UOE)或螺旋(xuán)焊接(見螺旋焊(hàn)管)。φ4.76mm以下采用焊後拉拔法生產毛細管(guǎn)。焊接方法有高頻焊、鎢電極惰性氣體保護焊(TIG或稱氬弧焊)、激光焊、電子束焊等。高頻焊不能保證焊縫的焊(hàn)接(jiē)質量,但焊接速度較高,適合於生產一般結構用及裝飾用不鏽鋼(gāng)焊(hàn)管。而(ér)絕大多數不鏽鋼焊管生產采用氬弧焊或氬弧焊與等離子焊結合的組合焊。裝(zhuāng)飾用不鏽鋼(gāng)焊管要求表麵磨拋處理。化工機械、鍋爐(lú)熱(rè)交換器(qì)用不鏽鋼焊管要求平整內焊刺。焊縫組織經固溶處理並需裝備焊縫質量監控及無損檢測(cè)係統。氬弧焊不鏽鋼焊管(guǎn)生(shēng)產工藝流程如下:
板卷縱剪一帶鋼(gāng)一開卷一矯平一切(qiē)頭尾對焊一活套(tào)一成形一氬弧焊接一去外焊刺一(去內焊刺)一冷卻一定徑一渦流探傷一飛鋸切斷
切斷後的不鏽鋼焊管根(gēn)據產品用途又(yòu)分以下3種情況:
(1)不需要熱處理和拉拔的焊管經矯直一平頭一水壓一檢查一包裝一入(rù)庫(kù);(2)需要熱處理的焊管經脫脂一光亮熱處理一矯直一超聲波探傷一平頭一水壓一檢查一包裝一入(rù)庫;(3)需要拉拔的焊管經(jīng)脫(tuō)脂一(yī)鍛尖一退火一矯直一酸洗(xǐ)一潤滑一拉拔一(yī)切頭一脫脂(zhī)一光亮退火一精整一(yī)檢查一包裝一(yī)入庫;
不鏽鋼焊管新技術有,應用多個電極(一般有3個電極)的多炬焊,也可以是氬弧(hú)焊與(yǔ)等離子焊的(de)組合。多炬焊適用於壁厚大於2mm的焊管,焊接速度比單炬高3~4倍,焊接質量也得以改善。此外,在氬中添加5%~10%的氫,再采(cǎi)用高頻脈衝焊接電(diàn)源,可提高焊接(jiē)速度;為保證焊接(jiē)質量采用了焊炬對焊縫的自動跟蹤裝置、電弧電(diàn)壓自動控製係統(AVC)、計算機控製焊(hàn)接(jiē)過程等。清除內焊刺的方法有:(1)內壁氣托技術,內壁充以一定壓力的惰性氣體來托住(zhù)熔融的液滴,不使其下垂,從而不形成焊(hàn)刺;(2)內壁錘擊技術,用於φ30mm以下管材;(3)內壁輥壓技術(shù),適用於φ50mm以上焊管;裝飾管(guǎn)要(yào)配(pèi)備高效率的磨拋設備,以提高不鏽焊(hàn)管的表(biǎo)麵的光潔(jié)程度。
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