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(lái)輸送液體，氣體，它的種類(lèi)很多，有鋼管，銅管，不銹鋼管等。

　　簡(jiǎn)介

　　高壓合金管是一種能夠逞受壓力的管子，利用此管來(lái)輸送液體，它的種類(lèi)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(lái)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(wú)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(huì)發(fā)生氧化和腐蝕，因此要求鋼管有高的持久強(qiáng)度、高的抗氧化性能，并具有良好的組織穩(wěn)定性，采用鋼號(hào)有：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG;合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)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(jī)械性能外，要逐根做水壓試驗(yàn)，要作擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。此外，對(duì)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(wú)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(jī)打井。石油、天然氣開(kāi)采更離不開(kāi)打井，地質(zhì)鉆控用石油鉆探用無(wú)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(qiáng)度、硬度、耐磨性和沖擊韌性，鋼管用鋼用“DZ”(地質(zhì)的漢語(yǔ)拼音字頭)加數(shù)字一代表鋼屈服點(diǎn)表示，常用的鋼號(hào)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(wú)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(jī)械性能外，還要保證水壓、壓扁、擴(kuò)口等試驗(yàn)，及表面質(zhì)量和無(wú)損檢驗(yàn)。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(jī)械性能，凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗(yàn)合格。各種專(zhuān)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(shuō)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(wú)縫鋼管的制造方法，其特征在于：設(shè)置將具有多個(gè)軋輥的軋制機(jī)座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺(tái)的芯棒式無(wú)縫管軋機(jī)，在這樣的制造生產(chǎn)線上對(duì)無(wú)縫鋼管進(jìn)行軋制后，在多點(diǎn)上測(cè)定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)其測(cè)定結(jié)果，至少分別控制芯棒式無(wú)縫管軋機(jī)的最終軋制機(jī)座上的軋輥各個(gè)軸的兩端位置，以便使壁厚不均達(dá)到最小。

　　一般合金管，高壓合金管簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)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(zhǎng)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5310 —— 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　ASME SA210 —— 美國(guó)鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　ASME SA213 —— 美國(guó)鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　DIN17175 —— 聯(lián)邦德國(guó)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(guò)熱器、再熱器、石化工業(yè)用管等

　　牌號(hào)

　　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(diǎn)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(guò)程的初期，這時(shí)，坯料尺寸大，對(duì)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(jìn)行冷變形，工件表面質(zhì)量和尺寸精度會(huì)得到進(jìn)一步的改善。對(duì)于鑄錠進(jìn)行初期的熱變形，在總變形量達(dá)到75%以上時(shí)，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(xì)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(guò)多次熱變形而細(xì)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(shì)，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(jiān)實(shí)。

　　12Cr1MoVG高壓合金管熱變形缺點(diǎn)

　　熱變形的缺點(diǎn)是：預(yù)先加熱12Cr1MoVG高壓合金管耗能大、費(fèi)用高，有時(shí)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(jìn)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(zhǎng)時(shí)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(jiān)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(zhǎng)期作用下，熱疲勞也是造成工具過(guò)早報(bào)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(fèi)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(jiàn)的質(zhì)量缺陷有：淬火顯微組織過(guò)熱、欠熱、淬火裂紋、硬度不夠、熱處理變形、表面脫碳、軟點(diǎn)等，’它們對(duì)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(duì)于指導(dǎo)熱處理過(guò)程和預(yù)防有重要的作用。

　　【1】過(guò)熱

　　從高壓合金管粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過(guò)熱情況。但i 要確切判斷其過(guò)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(guò)熱組織。形成原因可是淬火加熱溫度過(guò)高或加熱保溫時(shí)間太長(zhǎng)造成的全面過(guò)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(guò)熱。過(guò)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(guò)熱，鋼的晶體粗大·會(huì)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(guò)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(huì)在顯微組織中產(chǎn)生超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托氏體組織，稱(chēng)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(guò)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(guò)了該位置材料的抗拉強(qiáng)度所形成的裂紋稱(chēng)淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有：由于淬火加熱溫度過(guò)高或冷卻太急，熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時(shí)的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強(qiáng)度;工作表面的原有缺陷(如表面微細(xì)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(diǎn)、縮孔殘余等)在淬火時(shí)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(shí)回火;前面工序造成的冷沖應(yīng)力過(guò)大、鍛造折醬、深的車(chē)削刀痕、油溝尖銳棱角等。總之，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(xì)長(zhǎng)，斷口平直，破斷面無(wú)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(kāi)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(wú)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(shí)，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?yàn)樗茈S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(shí)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(jìn)行。當(dāng)然在熱處理過(guò)程中的機(jī)械碰撞也會(huì)使零件產(chǎn)生變形，但這種變形是可以通過(guò)改進(jìn)操作等來(lái)加以減少和避免的。

　　【5】表面脫碳

　　高壓合金管在熱處理過(guò)程中，如果是在氧化性介質(zhì)中完成加熱，則表面會(huì)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(guò)最后加工的留量就會(huì)使高壓合金管報(bào)廢。表面脫碳層深度的測(cè)定在金相檢驗(yàn)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(cè)量法為準(zhǔn)，可作仲裁判據(jù)。

　　【6】軟點(diǎn)

　　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(chēng)為淬火軟點(diǎn)。它像表面脫碳一樣可以造成表面耐磨性和疲勞強(qiáng)度的嚴(yán)重下降，使用過(guò)程中將造成局部劇烈磨損或失效。