高壓合金管

　　高壓合金管是一種能夠逞受壓力的管子，利用此管來輸送液體，氣體，它的種類很多，有鋼管，銅管，不銹鋼管等。

　　簡介

　　高壓合金管是一種能夠逞受壓力的管子，利用此管來輸送液體，它的種類很多，有鋼管，銅管，不銹鋼管，及其它等等。

　　高壓合金管：主要用來制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管、這些鍋爐管經(jīng)黨處于高溫和高壓下工作、管子在高溫?zé)煔夂退羝淖饔孟逻€會發(fā)生氧化和腐蝕，因此要求鋼管有高的持久強度、高的抗氧化性能，并具有良好的組織穩(wěn)定性，采用鋼號有：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG;合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等;有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高壓管除保證化學(xué)成分和機械性能外，要逐根做水壓試驗，要作擴口、壓扁試驗。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。此外，對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。

　　地質(zhì)鉆探及石油鉆控用無縫鋼管;為探明地下巖層結(jié)構(gòu)、地下水、石油、天然氣及礦產(chǎn)資源情況，利用鉆機打井。石油、天然氣開采更離不開打井，地質(zhì)鉆控用石油鉆探用無縫鋼管是鉆井的主要器材，主要包括巖芯外管、巖芯內(nèi)管、套管、鉆桿等。由于鉆探用管要深入到幾千米地層深度工作，工作條件極為復(fù)雜，鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)和不均衡沖擊載荷等應(yīng)力作用，還要受到泥漿、巖石磨損，因此，要求管材必須具有足夠的強度、硬度、耐磨性和沖擊韌性，鋼管用鋼用“DZ”(地質(zhì)的漢語拼音字頭)加數(shù)字一代表鋼屈服點表示，常用的鋼號有DZ45的45MnB、50Mn;DZ50的40Mn2、40Mn2Si;DZ55的40Mn2Mo、40MnVB;DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。

　　鋼管都以熱處理狀態(tài)交貨。石油裂化管：用于石油煉廠的爐管、熱交換器管和管道用無縫管。

　　常用優(yōu)質(zhì)碳素鋼(10、20)、合金鋼(12CrMo、15CrMo)、耐熱鋼(12Cr2Mo、15Cr5Mo)、不銹鋼(1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)制造。鋼管除得證化學(xué)成分和各種機械性能外，還要保證水壓、壓扁、擴口等試驗，及表面質(zhì)量和無損檢驗。鋼管在熱處理狀態(tài)下交貨。

　　不銹鋼管：用各種不銹鋼熱軋，冷軋的不銹鋼管，廣泛應(yīng)用于石油、化工設(shè)備管道和各種用途的不銹鋼結(jié)構(gòu)零件，除應(yīng)保證化學(xué)成分和機械性能，凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗合格。各種專用鋼管要按規(guī)定保證條件。

　　生產(chǎn)流程

　　高壓合金管的主要生產(chǎn)流程：管坯及坯加熱、管坯的穿孔、鋼管的延伸。

　　高壓合金管的軋制、鋼管定徑與減徑、鋼管的冷卻和精整 或者可以說是 鋼胚的加熱 穿孔 熱扎 酸洗 冷拔 碳燒 切頭 噴標(biāo) 包裝 成品一種無縫鋼管的制造方法，其特征在于：設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)其測定結(jié)果，至少分別控制芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的軋輥各個軸的兩端位置，以便使壁厚不均達到最小。

　　一般合金管，高壓合金管簡稱無縫鋼管，用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼制造，用于制作輸送液體管道或制作結(jié)構(gòu)、零件用。

　　高壓管按外徑和壁厚度供貨，在同一外徑下有多種壁厚，高壓管承受的壓力范圍較大。

　　通常鋼管長度，熱軋管為3-12.5m，冷拔(軋)管為1.5-9m。

　　高壓合金管概況

　　高壓合金管規(guī)格：16*3-480*50

　　高壓合金管標(biāo)準(zhǔn)：

　　GB3087 —— 中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5310 —— 中國國家標(biāo)準(zhǔn)

　　ASME SA210 —— 美國鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　ASME SA213 —— 美國鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　DIN17175 —— 聯(lián)邦德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

　　用途

　　用于低中壓鍋爐(工作壓力一般不大于5.88Mpa，工作溫度在450℃以下)的受熱面管子;用于高壓鍋爐(工作壓力一般在9.8Mpa以上，工作溫度在450℃～650℃之間)的受熱面管子、省煤器、過熱器、再熱器、石化工業(yè)用管等

　　牌號

　　15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、10Cr9Mo1VNb、SA210A1、SA210C、SA213 T11、SA213 T12、SA213 T22、SA213 T23、SA213 T91、SA213 T92、ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10CrMo910等

　　缺點分析

　　12Cr1MoVG高壓合金管熱變形應(yīng)用

　　由于變形溫度高，12Cr1MoVG高壓合金管的變形抗力小，塑性好，有利于加工成形，生產(chǎn)效率高，所以熱變形是12Cr1MoVG高壓合金管塑性加工的主要方法，經(jīng)常采用的熱變形方法有軋制、鍛造和擠壓等。12Cr1MoVG高壓合金管的熱變形通常都限制在加工過程的初期，這時，坯料尺寸大，對12Cr1MoVG高壓合金管尺寸精度的要求也較寬。很多產(chǎn)品因隨后還要進行冷變形，工件表面質(zhì)量和尺寸精度會得到進一步的改善。對于鑄錠進行初期的熱變形，在總變形量達到75%以上時，因熱變形作用而引起的再結(jié)晶，能完全消除原始的鑄態(tài)組織，形成均勻而細小的晶粒，使12Cr1MoVG高壓合金管的塑性得到提高，有利于后繼的熱變形或冷變形。12Cr1MoVG高壓合金管中所含雜質(zhì)，尤其是有害的硬脆非金屬夾雜物，經(jīng)過多次熱變形而細化，并且分布更均勻。再者，壓應(yīng)力在多數(shù)熱變形中占優(yōu)勢，它可使錠坯中的小裂紋、氣泡或疏松等得到焊合，使變形后的材料變得更為堅實。

　　12Cr1MoVG高壓合金管熱變形缺點

　　熱變形的缺點是：預(yù)先加熱12Cr1MoVG高壓合金管耗能大、費用高，有時還需要多次重新加熱(如鍛造)，以便保持12Cr1MoVG高壓合金管能在合適的溫度范圍內(nèi)進行熱加工;大尺寸坯料的均勻加熱也較困難;由此產(chǎn)生的坯料力學(xué)性能的差異和變形狀態(tài)的不均一;坯料在高溫下長時加熱產(chǎn)生的燒損也影響材料的成材率;金屬氧化引起表面化學(xué)成分的偏析和脆化，也是造成熱變形產(chǎn)品表面質(zhì)量不佳以及裂紋、破損的根源之一。

　　隨著變形應(yīng)力與高溫的聯(lián)合作用，使12Cr1MoVG高壓合金管的磨損和變形增大，堅硬的氧化鐵皮的摩擦作用更加劇了工具磨損。在較小的循環(huán)應(yīng)力長期作用下，熱疲勞也是造成工具過早報廢的原因。因此，12Cr1MoVG高壓合金管熱變形產(chǎn)品的成本中，模具費用所占比重是很大的。

　　熱處理缺陷

　　高壓合金管經(jīng)熱處理后常見的質(zhì)量缺陷有：淬火顯微組織過熱、欠熱、淬火裂紋、硬度不夠、熱處理變形、表面脫碳、軟點等，’它們對高壓合金管的使用壽命和精度具有重要的影響，分析芄產(chǎn)生的原因，對于指導(dǎo)熱處理過程和預(yù)防有重要的作用。

　　【1】過熱

　　從高壓合金管粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過熱情況。但i 要確切判斷其過熱的程度，必須觀察顯微組織。如果GCrl5鋼的淬火組織中出現(xiàn)粗針狀馬氏體，則為淬火過熱組織。形成原因可是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成的全面過熱;也可肖巨是因原始組織帶狀碳化物嚴(yán)重，在兩帶之間的低碳區(qū)形成局部馬氏體針狀粗大，造成的局部過熱。過熱組織中殘留奧氏體增多，尺寸穩(wěn)定性下降。由于淬火組織過熱，鋼的晶體粗大·會導(dǎo)致高壓合金管的核J 性下降·抗沖擊性能降低，高壓合金管的壽命也降低。過熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。

　　【2】欠熱

　　淬火溫度偏低或冷卻不良則會在顯微組織中產(chǎn)生超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托氏體組織，稱為欠熱組織，它使零件的硬度下降，耐磨性急劇降低，直接影響到高壓合金管的使用壽命。

　　【3】淬火裂紋

　　高壓合金管在淬火冷卻過程中因內(nèi)應(yīng)力(熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的復(fù)合作用力)，瞬間超過了該位置材料的抗拉強度所形成的裂紋稱淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有：由于淬火加熱溫度過高或冷卻太急，熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強度;工作表面的原有缺陷(如表面微細裂紋或劃痕)或是鋼材內(nèi)部缺陷(如夾渣、嚴(yán)重的非金屬夾雜物、白點、縮孔殘余等)在淬火時形成應(yīng)力集中;嚴(yán)重的表面脫碳和碳化物偏析;零件淬火后回火不足或未及時回火;前面工序造成的冷沖應(yīng)力過大、鍛造折醬、深的車削刀痕、油溝尖銳棱角等?？傊?，造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種，內(nèi)應(yīng)力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。淬火裂紋深而細長，斷口平直，破斷面無氧化色。它在軸承套圈上往往是縱向的平直裂紋或環(huán)形開裂;在軸承鋼球上的形狀有S 形、丁形或環(huán)形。淬火裂紋的組織特征是裂紋兩側(cè)無脫碳現(xiàn)象，明顯區(qū)別于鍛造裂紋和材料裂紋。

　　【4】熱處理變形

　　高壓合金管在熱處理時，存在有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力能相互疊加或部分抵消，是復(fù)雜多變的，因為它能隨著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小、裝爐的方式的變化而變化，故其熱處理變形是難免的。認(rèn)識和掌握它的變化規(guī)律可以使軸承零件的變形(如合金管的橢圓、尺寸脹大等)置于可控的范圍，有利于生產(chǎn)的正常進行。當(dāng)然在熱處理過程中的機械碰撞也會使零件產(chǎn)生變形，但這種變形是可以通過改進操作等來加以減少和避免的。

　　【5】表面脫碳

　　高壓合金管在熱處理過程中，如果是在氧化性介質(zhì)中完成加熱，則表面會發(fā)生氧化作用使高壓合金管表面碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，造成表面脫

　　碳。表面脫碳層的深度超過最后加工的留量就會使高壓合金管報廢。表面脫碳層深度的測定在金相檢驗中可用金相法和顯微硬度法。以表面層顯微硬度分布曲線測量法為準(zhǔn)，可作仲裁判據(jù)。

　　【6】軟點

　　多半是由于加熱不足、冷卻不良或淬火操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻母邏汉辖鸸鼙砻婢植坑捕炔粔虻默F(xiàn)象稱為淬火軟點。它像表面脫碳一樣可以造成表面耐磨性和疲勞強度的嚴(yán)重下降，使用過程中將造成局部劇烈磨損或失效。