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316LN不锈钢管双道次变形条件下的高温流动应力曲线。温度梯度1100~1050℃时,道次2的流动应力曲线没有达到稳态,其稳态应变εs>0.60;温度梯度1200~1150℃时,道次2的流动应力曲线已经达到稳态,其稳态应变εs约为0.58。因此,后续道次发生动态再结晶的稳态应变值基本上不受初始道次的影响。在可锻温度的低温区900~1050℃时,316LN不锈钢管的变形抗力比较大,达到完全动态再结晶所需的稳态应变值和压机吨位也比较大,316LN不锈钢管很难达到完全动态再结晶,考虑裂纹缺陷的萌生、锻造设备条件和锻造可操作性(采用单一变形量),因此316LN不锈钢管锻造过程高温区完全动态再结晶是实现晶粒细化的主要技术手段。综上所述,在316LN不锈钢管的锻造过程中,通过动态再结晶可以细化晶粒。如果以1050℃发生完全动态再结晶为参考标准,则锻造过程中的真实应变应大于0.655。考虑到温度降低的因素,真实应变越大越好。核电主管道锻件锻造过程中,控制316LN不锈钢管产生完全动态再结晶的工艺条件,并提高锻件塑性变形的均匀性,是解决316LN不锈钢管晶粒细化和晶粒均匀性的关键。
为满足用户对无缝不锈钢管质量越来越严格的要求,对不锈钢管质量自动控制系统(特别是壁厚自动控制系统)进行了新的研发,取得了一些新成果: 开发出连轧管机的HGC控制系统 连轧管机采用液压压下技术,开发出HGC控制系统。该系统采用高分辨率的位置传感器及压力传感器进行反馈控制,可以进行轧辊的位置闭环控制以实现高精度的辊缝调整,以控制荒管的壁厚精度。其控制模型主要包括:辊缝液压位置控制、轧制力能参数计算、自动流量增溢控制、液压压下系统位置同步控制、冲击设定补偿(减少轧件进入轧辊孔型的冲击引起的壁厚偏差)、伺服阀零位漂移调整、位置传感器自动调零等功能。 另外,对过去连轧管机的过程监控进行了发展,主要用于对连轧管机过程工艺进行管理,对整个区域进行完全的监控,以改善产品质量及对整个机组设备的使用加以优化。 开发出张减机工艺系统自动控制技术 该系统主要包括如下方面: 工艺计划 其主要功能包括孔型系统的编制、数据库管理、金属流动状态及机架载荷计算、工艺参数设定、头尾增厚端控制功能的设定、壁厚控制功能的设定等。
不锈钢管热输入量的指标是焊接线能量,随着线能量的增加,HAZ的 硬度降低,能降低产生淬硬组织的倾向,对氢致开裂的越有利,但是线能量的增加造成焊接熔深的增大,可能会发生烧穿。因此,需要平衡焊接热输入量,不锈钢管在不发生烧穿的条件下,提高焊接热输入量。 对于不锈钢管的热输入量,国外Young-pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管道进行焊条电弧焊和钨极氩弧焊试验,研究表明焊条电弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是11.0kJ/cm~21.8kJ/cm,对10mm厚不锈钢管的热输入量范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm;钨电极氩弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是22.2kJ/cm~41.7kJ/cm,对10mm厚不锈钢管的热输入量范围是19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内张德勤[39]对厚10mm的X65管线钢进行自动埋弧对接焊,研究热输入对其金属组织及性能的影响,发现当热输入量达到2022J/mm,管线钢低温冲击吸收功 。 对于热输入量的计算公式,国外方面,Carl E. Jaske研究后得到热输入量计算式60/1000HVIS(式中:H—热输入,kJ/mm;V—电压,V;I—电流,A;S—焊接速度,mm/min)。国内方面,曹崇珍等人[41]总结为/iHKVAS=(式中:iH—热输入量,J/mm;K—系数,对焊时K=0.85,角焊时K=0.57;V—焊接电压,取平均值,V;A—焊接电流,取平均值,A;S—焊接速度,取平均值,mm/s)。可见国内外对于热输入量的计算公式存在差异。
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