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双金属复合管能实现材料的优势互补,节省合金元素,降低工程费用,在保证原基管各项性能的基础上,提高了管道的耐腐蚀性、耐磨性,延长了管道的使用寿命,是纯不锈钢管、铜管或其他耐腐蚀性合金管的替代产品。
由于复合钢管具有优良的综合性能,因此自20世纪60年代起,日、美、德、英和前苏联等都很重视复合钢管的开发及使用,从生产工艺、使用性能、检验方法等方面进行了大量的研究。目前双金属复合钢管的生产工艺已日趋完善,日本、美国、英国、瑞典、德国等处于好水平。复合管已经在腐蚀性较强的石油、石化企业、核工业以及医药、食品加工等领域获得广泛认同,也可通过内层复合耐磨金属,从而满足电厂粉煤、矿山矿粉和尾矿浆输送等高磨损工作环境的要求。而起步较晚,技术水平相对落后。
不锈钢复合管的制作中必须要求复合钢管制造厂能根据盐化工企业工艺流程的要求,选择不同的耐腐蚀合金层作为内衬管。以目前国内的工艺技术水平而言,大部分耐腐蚀合金(如纯钛、镍基合金、普通不锈钢)都可以作为内衬层使用。但是对于双相不锈钢而言(如:LC2242),复合的难度比很大。原因在于,双相钢的屈服强度比较大,断裂伸长小,如果工艺控制不够,非常容易在复合过程中开裂,据了解全球范围内商很少有厂家可以生产内衬双相不锈钢的复合钢管。双相不锈钢由于其内部存在着奥氏体和铁素体两种金相组织,因而在抵抗氯离子腐蚀以及抗应力腐蚀开裂方面的性能大大优于316L,而且价格与316L不相上下。在制盐或者盐化工企业中,采用双相不锈钢复合钢管非常具有性能优势。
焊接要求
复材焊缝表面应尽可能与复材表面保持平整、光顺。焊接过渡层时,要在保证熔合良好的前提下,尽量减少基材金属的熔入量,即降低熔和比。为此应采用较小直径的焊条或焊丝,及较小的焊接丝能量。对接焊缝的余高应不大于1.5mm。
3.9 焊后清理
焊后应仔细清理焊件表面的焊渣、焊瘤飞溅物及其他污物。必要时应对焊缝进行局部修整。焊后清理完毕,应在基材焊缝附近的明显部位打上焊工印记以便日后考查。
3.10 焊接工艺评定
当产品技术条件要求进行焊接工艺评定时,须在开工前进行焊接工艺评定,详见 “JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定”。
我公司内衬不锈钢复合钢管的焊接焊缝经中国船舶工业总公司船舶工艺研究所做的“焊接工艺评定报告”:复合钢管焊接试样的抗拉强度达到550~565N/mm2。
3.11 焊接管件采用钢制对焊无缝管件应符合GB/T12459-1990,焊接管件采用钢板制对焊管件时应符合GB/T13401-1992,用于输送石油天然气的焊接管件应符合SY/T0510-1998“钢管对焊管件”和SY/T5257-2004“钢制弯管”。
冷成型法:冷成型制造工艺的基本特征是将预加工好的薄壁不锈钢管套入碳钢管中,然后通过机械方法使不锈钢管紧紧贴合在碳钢管内壁上。薄壁不锈钢管有两种获得途径:一种是通过选择合适规格的无缝不锈钢管,通过旋压的方法使之变薄,达到要求的外径和厚度;另一种是用薄的不锈钢板或钢带在专用的制管机上用tig焊接成直缝或螺旋缝不锈钢管。采用拉拔、胀接、旋压和滚压等方法使不锈钢管紧紧贴合在碳钢管内壁上,其中拉拔和胀接为常用。拉拔是取两根分别制成的无缝钢管,将一根套在另一根外面,然后将两管通过一模具同时进行拉拔,从而实现紧密配合的机械结合。这种管的优点是生产工艺比较简单,价格较便宜。缺点是界面非扩散结合,只是依靠对外层进行的冷加工来获得紧密配合,因此冷加工复合管如果遭遇高温就有分层倾向,复合管会因应力释放而失效。这就限制了冷加工管的使用环境和应用领域。胀接分机械胀接和液压胀接两种。机械胀接是目前生产不锈钢复合管的一种主要方法,它是利用滚胀芯轴回转挤压使复合管内管发生塑性变形,外管发生弹性变形,从而使复合管的外管对内管产生接触压力,以达到复合管内外壁的紧密贴合。液压胀接原理与机械胀接相同,只是用管内高压水施压代替滚胀芯轴回转挤压。机械胀接时胀接力大小难以确定,易发生欠胀或过胀,且多次滚胀易造成衬里开裂。液压胀接时胀接力均匀且大小可进行计算,因此更具优越性。两种胀接法的共同缺点是内外层只是机械结合,和拉拔成型一样,在高温环境下会因应力松弛而分层失效。
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