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影响薄壁不锈钢管寿命的因素有哪些

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影响薄壁不锈钢管寿命的因素有哪些

发布日期:2019-09-10 作者:admin 点击:

  一、材质对管件使用寿命的影响

  不锈钢材质,304与304L的主要区别在于:304的含C(碳)量≤0.08%,而304L的含C量≤0.03%;316材质相对304L的含NI(镍)比304高1%—2%,主要是降低了Cr(铬)含量,增加了Mo(钼)2%—3%,从而各自抗腐蚀性能力和抗腐蚀的环境有所不同。L代表低碳,如304L比304含碳量低,H与S代表耐高温,如310S比310耐高温性能强,304H比304耐热,316、316L是船用材料,具有强耐腐蚀性。304不锈钢材质有两种:一级材质和二级材质。而二级材质也就是钢厂的次等品,主要区别在于:二级材料表面、含镍量、厚薄不均匀等,比一级材料便宜。钢厂稍加处理后进入市场,但质量不稳定。

  二、成型工艺对管件性能及寿命的影响

  “管件成型”是管件生产工艺中最重要的步骤,管材在加工过程中随着应力的不断增加,在力的作用下精度容易发生变化。

  现在大部分管件生产企业在成型工艺中主要采取了“冷挤压”和“胀形”工艺。生产工艺的不同,管件的尺寸、壁厚和功能会存在差异,所以,采用什么样的成型工艺,既保持质量的稳定,又提高生产效率,是非常重要问题,下面介绍两种工艺的特点。

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  1.“冷挤压”工艺:把下料后的不锈钢毛坯管放入模腔中,通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力,使不锈钢毛坯管产生变形,而制得管件的尺寸要求。主要特点:

  (1)表面光洁。挤压件一般尺寸精度可达8~9级,若采用润滑仅次于抛光表面。用挤压方法制造的零件表面,一般不需要再加工;

  (2)冷挤压工艺配置辅助手段,可达到产品质量要求。如管件“U型槽”和“三通拉口”成型,在挤压过程中通过补料方式,以达到“U型槽”和“三通拉口”壁厚不减薄,确保产品的质量;

  (3)冷挤压会使管件拉应力的产生。冷挤压工艺具有冷变形的特性,在挤压过程中金属毛坯处于三向压力状态,变形后金属组织有改性现象。

  2.“胀形”工艺:胀形工艺是在管坯内部通以高压液体﹑气体或固体软模﹐迫使管材塑性变化﹐以达到工件的外形尺寸要求。主要特点:

  (1)胀形时,材料的变形局限于固定的模具内,质量稳定。工件不会产生起皱现象,成形的工件表面光滑、回弹小;

  (2)胀形时,材料处于双向受拉的应力状态,在模具的作用下,迫使管材壁厚减薄、表面积增大,获得要求的几何形状;

  (3)胀形时,管材变形区局限于变形区范围内,管材不向变形区外转移。如管件U形槽的形成是靠管材的局部变薄来实现的。

  三、壁厚对管件连接及寿命的影响

  薄壁不锈钢水管的壁厚是管道连接强度的关键。壁厚减少到安全系数以下,可靠性必然下降几个等级。实际上管道的壁厚是保证管道连接的强度,同时,壁厚还具有在各种环境下抗振的功能、管道耐外力冲撞的性能、及隐蔽工程中的使用寿命和抗腐蚀等能力。这里着重介绍不锈钢管件的壁厚对连接与使用寿命的关系。

  1.生产过程中壁厚变化对质量影响

  管件在生产过程中要经过下料、弯管、成型(冷挤压、胀型)等多道工序。首先影响壁厚的主要是弯管、成型等工序。采用的成型工艺不同,对管件的壁厚会产生较大影响。

  (1)弯管对管件壁厚的影响。管材弯曲成型中,管材弯曲的形状变化是材料位移,是塑性变形的表面现象,其变形实质在于管壁外则伸长减薄、管材内则缩短增厚。管壁厚度的减薄量是随材料硬化指数增大而增加;

  所以在管材弯曲设计和选用材料壁厚时,应考虑到管材的伸长性能以及弯管外侧变薄的重要因素,采用合理的壁厚管材,否则弯曲拉伸后外侧壁厚很难保证尺寸要求,同时,弯管半径的大小,也会对壁厚产生较大影响;

  (2)胀形对管件壁厚的影响。管件胀形是在压力作用下使管材沿径向扩张的成形,胀形既可以完成管坯的局部扩张,也可完成管坯的整体扩张。胀形过程可分为:“轴向无收缩”和“轴向有收缩”变形方式。


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关键词:薄壁不锈钢管

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