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不锈钢异型管中各元素的作用:
(一)碳碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢异型管中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大,另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。所以从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳对不锈钢异型管的作用是互相矛盾的。
(二)钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面有着更重要的用途。在一般不锈钢异型管中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢加钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及刀片等。
(三)磷在一般不锈钢异型管中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著,故含量可允许高一些以利于冶炼控制。利用磷对钢的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素。
(四)稀土稀土应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面,比如钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。另外由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。
(五)铬决定不锈钢属性的元素就是铬,每种不锈钢异型管都含有一定数量的铬。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。
(六)镍镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
(七)锰 锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降低钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,也不能使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。
(八)硼加入量的硼可使奥氏体不锈钢异型管的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大。但含有较多的硼时,反而可防止热裂纹的产生。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。
无缝异型管制造过程中偶尔会遇到缺陷问题,如果是在表面,用视觉就能检测到,但是如果问题出在里面又该怎么办呢?常用的检测方法一般来说有磁粉检测或渗透检测两种。
磁粉检测或渗透检测可有效的发现异型管表面裂纹、折叠、重皮、发纹、针孔等表面缺陷。对于铁磁性材料、应优先采用磁粉检测法,因其具有较高的检测灵敏度;对于非铁磁性材料,如不锈钢异型管,则采用渗透检测法。
当两端预留切除余量较少时,由于检测装置的结构原因,两端头有时得不到有效的检测,而异型管端头是有可能存在裂纹或其他缺陷的部位。如果端头存在有潜在的裂纹倾向,安装时的焊接热影响也有可能使潜在的裂纹扩展。因此,也应注意对焊后异型管一定区域的检测,及时发现钢管端头缺陷的扩展。
对在线使用奥氏体异型管,当绝热层损坏或可能有雨水渗进的部位,应注意进行渗透检测,以发现应力腐蚀裂纹或点蚀等缺陷。但磁粉或渗透检测只能对异型管外表面进行检测,对内表面的缺陷则无能为力。对异型管内表面的检测,特别是裂纹类缺陷的检测,必须通过超声波检测来进行。钛合金异型管是利用钛合金制作的管子,其具有较高的力学性能、优良的冲压性能。并且此类异型管可进行各种形式的焊接,接头强度可达基体金属强度的90%,且切削加工性能良好。钛合金异型管对氯化物、硫化物和氨具有较高的耐蚀性能,在海水中的耐蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金还高。
目前钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合号近30种。使用广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al- 2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。钛合金异型管按组织可分三类:一是钛中加入铝和钒等元素;二是钛中加入铝和锡元素;三是钛中加入铝铬钼钒等合金元素。按用途则可分为:耐热合金、合金、耐蚀合金、低温合金以及特殊功能合金等。而按混合元素分以钛为基加入其他元素组成的合金。
中国于1956年开始钛和钛合金研究,60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。目前钛合金异型管主要用于制作发动机压气机部件,其次为、导和高速的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。
六点环境因素对不锈钢异型管的腐蚀:
(一)酸性水 酸性水指的从矿石和煤浸析出的被污染的自然水。酸性水的酸性比普通的水质要强很多,这类水中含有的硫酸铁对于不锈钢的侵蚀影响是非常大的。
(二)土壤有的人可能会疑惑,土壤怎么会对不锈钢也有腐蚀呢?大家都知道,土壤周围的大气以及其余成分会影响埋入土壤的异型管,这样的土壤环境处于不稳定的,随时都在变化。
(三)大气侵蚀大气侵蚀对于不锈钢异型管的腐蚀,主要体现在氯化物及污染物、污染源的侵蚀,这个腐蚀是非常严重的。
(四)淡水淡水对于异型管的腐蚀主要是受水的酸碱值、氧含量和成垢偏向性的影响。
(五)盐性水盐性水对于不锈钢的侵蚀多数是造成了点蚀,盐性水在一定水平上会导致外表钝化膜的破损,进而引起腐蚀。
(六)对于任何金属资料来说都有非常强的腐蚀性。主要是能够对不锈钢异型管内部的晶间结构造成影响,较高的温度和较高浓度的造成的侵蚀是非常严重的。浅析不锈钢异型管的焊接要点:
(一)不锈钢异型管焊接时,钨极从气体喷嘴突出的长度,以4-5mm为佳,在角焊等遮蔽性差的地方是2-3mm,在开槽深的地方是5-6mm,喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。
(二)焊接电弧长度,焊接普通钢时,以2-4mm为佳,而焊接不锈钢时,以1-3mm为佳,过长则保护效果不好。
(三)为使氩气很好地保护焊接熔池,和便于施焊操作,钨极中心线与焊接处工件一般应保持80-85°角,填充焊丝与异型管表面夹角应尽可能地小,一般为10°左右。
(四)异型管焊接容易受到风的影响,有时风而产生气孔,所以风速在0.5m/sec以上的地方,都应当采取防风措施。
(五)保护气体一般为二氧化碳气体,气体流量以20-25L/min较适宜。(六)采用垂直外特性的电源,直流时采用正极性,焊丝接负极。
(七)为防止异型管焊接气孔之出现,焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。
(八)焊嘴与异型管间的距离以15-25mm为宜。
(九)对接打底时,为防止底层焊道的背面被氧化,背面也需要实施气体保护。
(十)采用平特性焊接电源,直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊,但送丝轮的压力请稍调松一些。
(十一)一般在喷射过渡的条件下来施焊,电压要调整到弧长在4-6mm的程度。
影响异型管送料精度的因素主要有以下七点:
(一)异型管送料装置的中心线与冲压机械的中心线必须设置在同一直线上。如果不在一条直线上,开卷后的材料被送到模具时,相对于模具就是倾斜的,模具内部的材料导向,送料装置的侧面导向等都会发生很大的抵抗,在很大程度上降低送料的精度。
(二)异型管材料幅度方向的波纹形状一定要小。随着板厚的增加鼓起也会增加,严重时2000mm的长度范围内会有5mm以上的鼓起,这样的材料就不能送料了。
(三)与表面非常光滑的卷材相比,表面粗糙的钢板和送料装置辊轮间的摩擦系数要高,所以异型管送料精度会相应地得到提高。需要注意的事,粗糙面压延钢板是在冷轧延伸时,在材料表面会形成非常细小的凹凸,这些粗糙的面会造成轧制油的残留,也便于拉深加工。
(四)驱动送料辊轮的齿轮类齿隙比较小,驱动送料辊轮的伺服电机可以灵活、适度地加、减速。
(五)轧制油膜对送料精度产生影响,轧制完成后如果放置时间过长,轧制油就会发生干燥固化现象,送料时材料就会与送料辊轮发生滑动,使送料的精度下降。
(六)当异型管材料从很宽的材料剪切时,因剪切装置的精度和刚度原因剪切下来的材料幅度会出现正、负误差。在通过模具的导向柱时,材料过窄就会产生间隙,发生抖动,使送料的精度下降。在通过模具的导向柱时,材料过宽会被压缩变形,也会严重降低送料精度。
(七)异型管卷材是由很宽的压延钢板卷曲而成的,相对来说靠近附近的精度比较好,幅宽方向的两端呈现逐渐变薄的现象,厚度的精度明显变差。此时,幅宽精度比较差的卷材也会影响送料精度。
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