這些因素會影響316L不銹鋼制品管膨脹性能

  316L不銹鋼屬于低碳奧氏體不銹鋼,Mo元素的加入增強(qiáng)了抗氯化物腐蝕能力,抗晶間腐蝕能力優(yōu)于304不銹鋼,316L不銹鋼因其良好的綜合性能被廣泛應(yīng)用于制造石化行業(yè),之前的文章已經(jīng)講過316L不銹鋼制品管的耐腐蝕性能,本期就來說一說影響316L不銹鋼制品管膨脹性能的因素。

 

  1#管和2#管(2#管已經(jīng)過潤滑)這兩段鋼管是從同一個316L不銹鋼焊管上切下的,用來徑向膨脹的。

 

  316L不銹鋼制品管的膨脹采用液壓機(jī)自上而下脹接工藝完成,液壓機(jī)底座固定,壓頭向下施加與膨脹套軸向一致的載荷,膨脹錐在導(dǎo)向段的引導(dǎo)下緩慢進(jìn)入管道,管道在巨大的接觸應(yīng)力下開始膨脹變形。

 

  1、長度

  管道膨脹后,徑向增加量可稱為膨脹變形程度,也稱為膨脹率,由于內(nèi)徑的增加,長度和厚度上的材料消耗被用來增加管體的體積。膨脹后,1#管和2#管的長度縮短。

 

  2、壁厚

  采用定點(diǎn)壁厚測量的方法,兩段不銹鋼管的原始壁厚不均勻,膨脹后的壁厚變化范圍也不同,壁厚不均勻性是遺傳的,膨脹鋼管的壁厚不均勻性會增加。

 

  管道壁厚的減小必然與原始壁厚有關(guān),鋼管膨脹后,仍然會有厚邊和薄邊,薄邊的壁厚變化大于厚邊,原因包括:套管具有原始壁厚不均勻性,薄邊的變形阻力低于厚邊,套管在相同接觸應(yīng)力下會先變形;膨脹力的微小偏差也會增加壁厚的不均勻性;膨脹錐的加工精度也會影響管道壁厚的變化;為了保證膨脹管的使用性能,必須嚴(yán)格控制原始壁厚誤差,套管壁厚不均勻性可按冷加工管的經(jīng)驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,選擇材質(zhì)均勻、原始壁厚不均勻性小的管道。

 

  3、硬度

  316L不銹鋼制品管在塑性變形過程中的加工硬化,即晶格畸變、晶粒伸長和細(xì)化、亞結(jié)構(gòu)或不均勻變形等。增加了管材的強(qiáng)度和硬度,但降低了塑性指標(biāo)。材料的晶粒發(fā)生形變,晶格能增加,晶界附近發(fā)生位錯堆積,晶粒內(nèi)形成位錯糾纏,晶粒破碎也會導(dǎo)致晶界面積增大,電化學(xué)活性增加。這些都增加了材料的抗變形性和硬度。

 

  膨脹后,316L不銹鋼的平均硬度大幅增加,硬度值波動較大。這是由于膨脹引起的管道不均勻變形和殘余應(yīng)力,使得管道的硬度也不均勻。

 

  4、膨脹性

  膨脹力是膨脹變形最基本的參數(shù),是設(shè)計和校核膨脹工具強(qiáng)度的重要根據(jù)。它的取值是否合適,直接影響到膨脹操作的效果。由于2#管已經(jīng)潤滑,所需的膨脹力比1#管小得多。在膨脹過程中,316L不銹鋼管的膨脹力有兩個峰值。首先膨脹錐對管壁施加壓力,使管壁開始屈服,但部分膨脹力會被材料本身的變形阻力抵消,然后膨脹力會增大,直到膨脹錐的所有錐面都進(jìn)入管內(nèi),管也開始屈服,這就是峰值第一次出現(xiàn)的時刻。

 

  當(dāng)膨脹錐完全進(jìn)入管內(nèi)時,峰值再次出現(xiàn),此時,膨脹錐的定徑區(qū)與管壁完全接觸,產(chǎn)生非常大的摩擦力,膨脹過程穩(wěn)定后,膨脹力會逐漸減小,直至穩(wěn)定。影響膨脹力的因素很多,包括膨脹錐角、摩擦阻力、管材性能、變形程度和膨脹率等。膨脹前應(yīng)做好相應(yīng)準(zhǔn)備,確保擴(kuò)建過程順利進(jìn)行。

 

  以上內(nèi)容是影響316L不銹鋼制品管膨脹性能的因素,通過以上介紹可知,不銹鋼管的加工硬化發(fā)生在徑向膨脹后,布氏硬度和抗拉強(qiáng)度顯著提高;在膨脹試驗中,316L不銹鋼所需的膨脹力有兩個峰值,潤滑處理可有效降低摩擦阻力,316L不銹鋼制品管膨脹后變形不均勻程度增大;管材冷加工經(jīng)驗標(biāo)準(zhǔn)可用于確定膨脹管壁厚不均勻性,同時加強(qiáng)膨脹管加工的質(zhì)量控制,選擇合適的膨脹工藝,確保膨脹后的使用性能。

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