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影響薄壁不鏽鋼管壽命的因素有哪些

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影響薄壁不鏽鋼管壽命的因素有哪些

發布日期:2019-09-10 作者:admin 點擊:

  一、材質對管件使用壽命的影響

  不鏽鋼材質,304與304L的主要區别在于:304的含C(碳)量≤0.08%,而304L的含C量≤0.03%;316材質相對304L的含NI(鎳)比304高1%—2%,主要是降低了Cr(鉻)含量,增加了Mo(钼)2%—3%,從而各自抗腐蝕性能力和抗腐蝕的環境有所不同。L代表低碳,如304L比304含碳量低,H與S代表耐高溫,如310S比310耐高溫性能強,304H比304耐熱,316、316L是船用材料,具有強耐腐蝕性。304不鏽鋼材質有兩種:一級材質和二級材質。而二級材質也就是鋼廠的次等品,主要區别在于:二級材料表面、含鎳量、厚薄不均勻等,比一級材料便宜。鋼廠稍加處理後進入市場,但質量不穩定。

  二、成型工藝對管件性能及壽命的影響

  “管件成型”是管件生産工藝中最重要的步驟,管材在加工過程中随着應力的不斷增加,在力的作用下精度容易發生變化。

  現在大部分管件生産企業在成型工藝中主要采取了“冷擠壓”和“脹形”工藝。生産工藝的不同,管件的尺寸、壁厚和功能會存在差異,所以,采用什麼樣的成型工藝,既保持質量的穩定,又提高生産效率,是非常重要問題,下面介紹兩種工藝的特點。

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  1.“冷擠壓”工藝:把下料後的不鏽鋼毛坯管放入模腔中,通過壓力機上固定的凸模向毛坯施加壓力,使不鏽鋼毛坯管産生變形,而制得管件的尺寸要求。主要特點:

  (1)表面光潔。擠壓件一般尺寸精度可達8~9級,若采用潤滑僅次于抛光表面。用擠壓方法制造的零件表面,一般不需要再加工;

  (2)冷擠壓工藝配置輔助手段,可達到産品質量要求。如管件“U型槽”和“三通拉口”成型,在擠壓過程中通過補料方式,以達到“U型槽”和“三通拉口”壁厚不減薄,确保産品的質量;

  (3)冷擠壓會使管件拉應力的産生。冷擠壓工藝具有冷變形的特性,在擠壓過程中金屬毛坯處于三向壓力狀态,變形後金屬組織有改性現象。

  2.“脹形”工藝:脹形工藝是在管坯内部通以高壓液體﹑氣體或固體軟模﹐迫使管材塑性變化﹐以達到工件的外形尺寸要求。主要特點:

  (1)脹形時,材料的變形局限于固定的模具内,質量穩定。工件不會産生起皺現象,成形的工件表面光滑、回彈小;

  (2)脹形時,材料處于雙向受拉的應力狀态,在模具的作用下,迫使管材壁厚減薄、表面積增大,獲得要求的幾何形狀;

  (3)脹形時,管材變形區局限于變形區範圍内,管材不向變形區外轉移。如管件U形槽的形成是靠管材的局部變薄來實現的。

  三、壁厚對管件連接及壽命的影響

  薄壁不鏽鋼水管的壁厚是管道連接強度的關鍵。壁厚減少到安全系數以下,可靠性必然下降幾個等級。實際上管道的壁厚是保證管道連接的強度,同時,壁厚還具有在各種環境下抗振的功能、管道耐外力沖撞的性能、及隐蔽工程中的使用壽命和抗腐蝕等能力。這裡着重介紹不鏽鋼管件的壁厚對連接與使用壽命的關系。

  1.生産過程中壁厚變化對質量影響

  管件在生産過程中要經過下料、彎管、成型(冷擠壓、脹型)等多道工序。首先影響壁厚的主要是彎管、成型等工序。采用的成型工藝不同,對管件的壁厚會産生較大影響。

  (1)彎管對管件壁厚的影響。管材彎曲成型中,管材彎曲的形狀變化是材料位移,是塑性變形的表面現象,其變形實質在于管壁外則伸長減薄、管材内則縮短增厚。管壁厚度的減薄量是随材料硬化指數增大而增加;

  所以在管材彎曲設計和選用材料壁厚時,應考慮到管材的伸長性能以及彎管外側變薄的重要因素,采用合理的壁厚管材,否則彎曲拉伸後外側壁厚很難保證尺寸要求,同時,彎管半徑的大小,也會對壁厚産生較大影響;

  (2)脹形對管件壁厚的影響。管件脹形是在壓力作用下使管材沿徑向擴張的成形,脹形既可以完成管坯的局部擴張,也可完成管坯的整體擴張。脹形過程可分為:“軸向無收縮”和“軸向有收縮”變形方式。


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關鍵詞:薄壁不鏽鋼管

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