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雙金屬復(fù)合管能實現(xiàn)材料的優(yōu)勢互補,節(jié)省合金元素,降低工程費用,在保證原基管各項性能的基礎(chǔ)上,提高了管道的耐腐蝕性、耐磨性,延長了管道的使用壽命,是純不銹鋼管、銅管或其他耐腐蝕性合金管的替代產(chǎn)品。 由于復(fù)合鋼管具有優(yōu)良的綜合性能,因此自20世紀60年代起,日、美、德、英和前蘇聯(lián)等都很重視復(fù)合鋼管的開發(fā)及使用,從生產(chǎn)工藝、使用性能、檢驗方法等方面進行了大量的研究。目前雙金屬復(fù)合鋼管的生產(chǎn)工藝已日趨完善,日本、美國、英國、瑞典、德國等處于好水平。復(fù)合管已經(jīng)在腐蝕性較強的石油、石化企業(yè)、核工業(yè)以及醫(yī)藥、食品加工等領(lǐng)域獲得廣泛認同,也可通過內(nèi)層復(fù)合耐磨金屬,從而滿足電廠粉煤、礦山礦粉和尾礦漿輸送等高磨損工作環(huán)境的要求。而起步較晚,技術(shù)水平相對落后。 復(fù)合管是近10年發(fā)展較快的一種工程管道,品種、功能繁多,性能優(yōu)越,形成了比較成熟的工藝技術(shù),并且已經(jīng)投產(chǎn)。主要的工藝方法很多比如熱軋復(fù)合方法、熱擠壓復(fù)合法、鑄造復(fù)合方法、爆炸焊接復(fù)合方法、組合式雙金屬復(fù)合管生產(chǎn)方法、激光包覆法等。在技術(shù)開發(fā)方面日本后來居上。據(jù)文獻報道,日本在80年代初就陸續(xù)研制和開發(fā)了多種復(fù)合工藝。其中典型的熱軋或熱軋加冷成型工藝可以實現(xiàn)包覆材料與基材界面的冶金結(jié)合,質(zhì)量優(yōu)良。其產(chǎn)品廣泛用于石油化工、化工行業(yè)、石油及天然氣工業(yè)等。
目前雙金屬復(fù)合管的生產(chǎn)方法主要包括冷成型法、熱成型法、離心鑄造法、離心鋁熱劑法、爆炸焊成型法、電磁成型法等等。 冷成型法:冷成型制造工藝的基本特征是將預(yù)加工好的薄壁不銹鋼管套入碳鋼管中,然后通過機械方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內(nèi)壁上。薄壁不銹鋼管有兩種獲得途徑:一種是通過選擇合適規(guī)格的無縫不銹鋼管,通過旋壓的方法使之變薄,達到要求的外徑和厚度;另一種是用薄的不銹鋼板或鋼帶在專用的制管機上用tig焊接成直縫或螺旋縫不銹鋼管。采用拉拔、脹接、旋壓和滾壓等方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內(nèi)壁上,其中拉拔和脹接為常用。拉拔是取兩根分別制成的無縫鋼管,將一根套在另一根外面,然后將兩管通過一模具同時進行拉拔,從而實現(xiàn)緊密配合的機械結(jié)合。 冷成型復(fù)合管的優(yōu)點是生產(chǎn)工藝比較簡單,價格較便宜。缺點是界面非擴散結(jié)合,只是依靠對外層進行的冷加工來獲得緊密配合,因此冷加工復(fù)合管如果遭遇高溫就有分層傾向,復(fù)合管會因應(yīng)力釋放而失效。這就限制了冷加工管的使用環(huán)境和應(yīng)用領(lǐng)域。脹接分機械脹接和液壓脹接兩種。機械脹接是目前生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合管的一種主要方法,它是利用滾脹芯軸回轉(zhuǎn)擠壓使復(fù)合管內(nèi)管發(fā)生塑性變形,外管發(fā)生彈性變形,從而使復(fù)合管的外管對內(nèi)管產(chǎn)生接觸壓力,以達到復(fù)合管內(nèi)外壁的緊密貼合。液壓脹接原理與機械脹接相同,只是用管內(nèi)高壓水施壓代替滾脹芯軸回轉(zhuǎn)擠壓。機械脹接時脹接力大小難以確定,易發(fā)生欠脹或過脹,且多次滾脹易造成襯里開裂。液壓脹接時脹接力均勻且大小可進行計算,因此更具優(yōu)越性。兩種脹接法的共同缺點是內(nèi)外層只是機械結(jié)合,和拉拔成型一樣,在高溫環(huán)境下會因應(yīng)力松弛而分層失效。
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