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目前金屬復合無縫管冷成型法大致有以下兩種:內擴漲型和外減徑型。內擴漲型,即:采用兩種材質的無縫管相互穿套(如外管采用一般普碳鋼無縫鋼管,內穿一薄壁不銹鋼管作為內層金屬管),在內管中施以高壓,使內層無縫管發生塑性變形外層無縫管僅產生彈性變形,從而使內管與外管緊密結合,形成雙金屬復合無縫管。
外減徑型,即:仍采用兩種材質的無縫管相互穿套,對外層管進行減徑拉拔或軋制,使內管與外管緊密結合,形成雙金屬復合無縫管。以上兩種工藝生產的金屬復合無縫管的不足之處在于:生產成本高昂,內外管均必須采用現成的熱軋或冷拔無縫管,加上其后的內漲或減徑工序使其制造成本大幅度上升;以上兩種類型的無縫管并非完全意義上的金屬復合,兩層金屬相互間并無冶金熔合,在受軸向力的情況下內外兩層金屬難以傳遞和均衡外力,在需要熱傳遞的應用領域,由于內外兩層金屬間存在間隙,熱阻必將大幅度增加。
熱成型制造工藝包括熱軋和熱擠壓兩種方法,前者主要適用于有縫復合管的生產,后者適用于無縫復合管的生產。軋制是一種傳統的制備復合金屬的方法。熱軋復合實質上屬于壓力焊,如果變形量足夠大,軋輥施加的壓力就會破壞金屬表面的氧化膜,使表面達到原子接觸,從而使兩表面焊在一起。軋制的優缺點分別為:優點:生產率高、質量好、成本低,并可大量節省金屬材料的損耗,因此是目前應用極為廣泛的復合材料生產技術。軋制結合的復合板占復合板總產量的90%,而且經常應用于壁厚小于32mm的管材的加工。缺點:一次性投資大,而且很多材料組合不能通過軋制復合實現。目前應用廣泛的還是利用軋制工藝進行碳鋼、不銹鋼有縫復合管的制造。
熱擠壓一般是針對雙金屬管坯進行的,稱為復合擠壓(coextrude)。復合擠壓目前是生產不銹鋼和高鎳合金無縫復合管的好方法,日本制鋼所利用這種方法生產8in(203.2mm)以下的雙金屬復合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復合坯料加熱到1200℃左右,然后擠過由模具和芯軸形成的環狀空間。當擠壓坯料截面縮減到10:1時,高的擠壓壓力和溫度會在界面處產生“壓力焊”的焊接效應,促進界面間的快速擴散和廣泛結合,實現界面的冶金結合。擠壓前的復合管坯制造方法有三種:由鍛造坯料通過熱穿孔和放大擠壓獲得;直接離心旋鑄;用耐蝕粉末顆粒。也有內外兩種金屬原材料均采用粉末的,稱為“nuval”工藝,可以開發新型合金,但粉末制備成本太高。




不銹鋼復合管易出現折疊。不銹鋼復合管外表經常有麻面現象。不銹鋼復合管表面易產生結疤。材表面易產生裂紋。不銹鋼復合管容易刮傷。不銹鋼復合管無金屬光澤,呈淡紅色或類似生鐵的顏色。不銹鋼復合管的橫筋細而低,經常出現充滿的現象。不銹鋼復合管的橫截面呈橢圓形。材由于材質差,切頭端面常常會有掉肉的現象,即凹凸平,并且無金屬光澤。不銹鋼復合管材質含雜質多,鋼的密度偏小,而且尺寸超差嚴重。 用不銹鋼復合管制造公路橋梁但可節省不銹鋼復合管、簡化施工,而且可大大減少涂保護層的面積,節約投資和維護費用。不銹鋼復合管對國民經濟發展和人類生活品質的提高關系甚大,遠勝于其他不銹鋼復合管。
首先是通徑大、阻力小。內襯不銹鋼復合管其內層銹鋼僅3B8m,所以實際通徑與規定通徑基本相符。而且內壁光滑、結垢、阻力小、流水量大。工作壓力高,內襯不銹鋼復合管能夠保證工作壓力大于2.5mpa以上,可以滿足各類建筑給水工程需要。銹鋼碳素鋼復合管。防銹耐腐蝕性能好,銹不銹鋼復合管質具有防銹和耐氧化、耐酸堿等良好的化學性能,其防銹和防腐蝕比其他材質優越,內襯不銹鋼復合管和銹鋼管件配套連接,其適用范圍更廣泛,除一般供水供熱供氣外,還適用于化工、醫、石油、食品、電鍍等防蝕要求高的行業。
耐熱耐寒,冷熱兩用。耐溫銹不銹鋼復合管質工作溫度可達700℃~1035℃。耐寒可達1開爾文(B273℃),液氮冷凍箱就采用銹不銹鋼復合管。所以不銹鋼復合管耐熱耐寒性能優越,而且分冷水管熱水管,一管二用,冷熱皆宜。具有良好的機械性能。由于內外兩層均為金屬材料,所以其抗壓、抗沖擊性強,抗拉強度大,伸長率高,性模量值高,熱膨脹系數小。尤其適宜為建筑給水的立管和地埋敷設。針對不銹鋼復合管的技術特點,其所體現出來的性能優點就給大家介紹到這里了,也正是因為所具備的這些優點,使得其廣泛應用。
目前,市場上普遍使用的供水管材有以薄壁不銹鋼為首的單材質金屬管材、以塑料管為首的非金屬管材和以不銹鋼內襯復合管為首的復合管材三大類。單材質金屬管材具有機械加工性能優良,水力條件較好,但是易腐蝕,使用壽命短。建筑給水中常用的薄壁不銹鋼管雖然耐腐蝕但是由于壁厚薄,承壓能力不足,容易導致管裂管。




復合管是近10年發展較快的一種工程管道,品種、功能繁多,性能優越,形成了比較成熟的工藝技術,并且已經投產。主要的工藝方法很多比如熱軋復合方法、熱擠壓復合法、鑄造復合方法、爆炸焊接復合方法、組合式雙金屬復合管生產方法、激光包覆法等。在技術開發方面日本后來居上。據文獻報道,日本在80年代初就陸續研制和開發了多種復合工藝。其中典型的熱軋或熱軋加冷成型工藝可以實現包覆材料與基材界面的冶金結合,質量優良。其產品廣泛用于石油化工、化工行業、石油及天然氣工業等。
雙金屬復合管制備方法的研究概況熱成型法.目前雙金屬復合管的生產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,從而實現緊密配合的機械結合。這種管的優點是生產工藝比較簡單,價格較便宜。缺點是界面非擴散結合,只是依靠對外層進行的冷加工來獲得緊密配合,因此冷加工復合管如果遭遇高溫就有分層傾向,復合管會因應力釋放而失效。這就限制了冷加工管的使用環境和應用領域。脹接分機械脹接和液壓脹接兩種。
機械脹接是目前生產不銹鋼復合管的一種主要方法,它是利用滾脹芯軸回轉擠壓使復合管內管發生塑性變形,外管發生彈性變形,從而使復合管的外管對內管產生接觸壓力,以達到復合管內外壁的緊密貼合。液壓脹接原理與機械脹接相同,只是用管內高壓水施壓代替滾脹芯軸回轉擠壓。機械脹接時脹接力大小難以確定,易發生欠脹或過脹,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,因此更具優越性。兩種脹接法的共同缺點是內外層只是機械結合,和拉拔成型一樣,在高溫環境下會因應力松弛而分層失效。
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