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影響不銹鋼管件性能及壽命的因素
發(fā)布時(shí)間：2024-04-24 瀏覽次數(shù)：172
影響不銹鋼管件性能及壽命的因素
不銹鋼管具有較高的生命周期,據(jù)國(guó)外水管使用的情況顯示,不銹鋼管壽命至少可以達(dá)到一百年或至少七十年,與建筑物同等的壽命。不銹鋼管道管道最突出的特點(diǎn)是耐腐蝕,如在使用過(guò)程中正確的操作和維修保養(yǎng),其壽命是會(huì)有效的被延長(zhǎng)。
材質(zhì)對(duì)管件使用壽命的影響
不銹鋼產(chǎn)品,不銹鋼304和不銹鋼304L的主要區(qū)別是:304的含碳量是0.08%,而304L的含碳量為0.03%;316材質(zhì)與304相比,其比304L的鎳含量有所增加,主要表現(xiàn)為 Cr含量降低、 Mo含量增加等,因此其各自的防腐性能與環(huán)境有差異。
L代表低碳,如304L比304含碳量少; H和 S代表耐熱,如310S比310抗熱性能高;304H比304耐熱;316L、316H為船用材料,具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。
不銹鋼304的種類(lèi)有一級(jí)和二級(jí)兩種。而二級(jí)材料即鋼廠次品主要不同在于:二級(jí)材料表面、鎳量、厚度不均勻等,比一級(jí)便宜。在鋼廠稍加處理后,j即可進(jìn)出市場(chǎng),但質(zhì)量不穩(wěn)定。
成型工藝對(duì)管件性能及壽命的影響
管材加工過(guò)程中,在應(yīng)力增加下,精度容易發(fā)生變化,而管材成型是管件生產(chǎn)中最重要的步驟,因此,管材成型工藝也因此受到人們的重視。
目前許多管件廠家在成形工藝中主要采用“冷擠壓”和“膨脹”兩種方法。采用不同的制造工藝,管件尺寸、壁厚、功能都會(huì)有所差異,所以如何通過(guò)采用不同的成形工藝,保證質(zhì)量的穩(wěn)定,提高生產(chǎn)效率是十分重要的，下面介紹兩種工藝的特點(diǎn)。
1、冷擠壓工藝:將壓料不銹鋼原管,放入模腔,用壓模壓出,不銹鋼原管隨之發(fā)生變形,并制得所需要的管件尺寸。主要特點(diǎn)：
(1)表面精美,按比例擠壓成型的零件一般尺寸精度可達(dá)8 9級(jí),若采用潤(rùn)滑工藝,僅次于拋光。通過(guò)擠壓加工后,零件表面均無(wú)必要進(jìn)行再加工。
(2)對(duì)冷擠壓工藝加以輔助,可以保證產(chǎn)品性能。例如管件“U形槽”及“三通拉口”成型時(shí),在擠壓時(shí)采用補(bǔ)料方式,以達(dá)到“U形槽”和“三通拉口”壁厚不變薄的目的,從而保證了制品的質(zhì)量。
(3)冷擠壓將導(dǎo)致管件拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生。冷擠壓工藝具有冷變形的特性，在軋制過(guò)程中金屬板料處于三向負(fù)荷狀態(tài)，彎曲后金屬組織有改性現(xiàn)象。
2、“脹形”工藝：脹型是利用管坯內(nèi)部的高壓液化或氣化液體,或者固化軟模壓鑄的方法,迫使管坯塑性發(fā)生變化,以滿(mǎn)足所需的工件尺寸。主要特點(diǎn)：
(1)脹形時(shí),材料在定型模具內(nèi)不發(fā)生變形,質(zhì)量穩(wěn)定;成型產(chǎn)品不會(huì)發(fā)生皺紋,產(chǎn)品表面光滑,回彈力較小。
(2)脹形時(shí),由材料的單向拉力作用形成的夾持作用,使壁厚減薄,表面積增大,產(chǎn)生所需的幾何形狀。
(3)脹形時(shí),如果管件的膨脹過(guò)程被壓縮,那么其彎曲區(qū)域只是局限在彎曲區(qū)域內(nèi),而非往彎曲區(qū)域外移動(dòng)。如管件 U型槽的形成就是由管件局部的薄化來(lái)實(shí)現(xiàn)。
生產(chǎn)過(guò)程中壁厚變化對(duì)質(zhì)量的影響
管件在生產(chǎn)工藝中要經(jīng)過(guò)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、制造等工序。采用的成型設(shè)備不同，對(duì)管件的壁厚會(huì)產(chǎn)生很大影響。
(1)彎管對(duì)管件壁厚的影響。在彎曲成形中,曲面形狀的變化是材料的移動(dòng),是塑性變形的表面現(xiàn)象,它包括管壁外緣伸長(zhǎng)、壁內(nèi)緣變薄、管內(nèi)緣變短和管內(nèi)緣變厚、表面形狀變化等基本特征。隨著鋼材硬度指數(shù)的增大,管壁厚度的減薄量增加。
因此,應(yīng)在彎曲設(shè)計(jì)中、選用材質(zhì)厚度時(shí),考慮到管材長(zhǎng)度特性和外側(cè)壁厚的重要影響因素,采用合理的外側(cè)厚度管材,否則,在彎曲拉伸后外側(cè)壁厚將難以滿(mǎn)足尺寸要求,另外彎管管徑的大小,也對(duì)壁厚的影響很大。
(2)脹形對(duì)管件壁厚的影響。管件脹形是由于管件在壓力的作用下,能夠使管件沿徑向擴(kuò)張,它不僅能實(shí)現(xiàn)管件的局部延伸,也能實(shí)現(xiàn)整個(gè)管件的延伸。脹形過(guò)程可分為：“軸向無(wú)收縮”和“軸向有收縮”變形方式。
(A)軸向無(wú)收縮變形：脹形部位徹底靠管坯壁厚的表面變薄而成形，變形特性是在管材毛坯上端的局部成形，管材下端壁厚不變薄(見(jiàn)圖1)。如管件三通的脹形是“軸向無(wú)收縮變形”。
(B)軸向有收縮變形：管坯擴(kuò)張部壁厚局部變薄同時(shí),還伴隨某種管坯在軸向上的自由收縮(見(jiàn)圖2),例如管件U槽的形成是在局部變薄的基礎(chǔ)上形成的,這是"軸向有收縮變形"。
管件在生產(chǎn)過(guò)程中要經(jīng)過(guò)下料、彎管、成型(冷擠壓、脹型)等多道工序。
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