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低溫管冷拔方管概述
低溫管冷拔方管是兼具低溫使用性能和冷拔加工工藝特點(diǎn)的方管產(chǎn)品。低溫管需在低溫環(huán)境下保持足夠的強(qiáng)度、韌性和抗脆斷能力,而冷拔工藝則賦予方管更高的尺寸精度、表面質(zhì)量和力學(xué)性能。以下從材料、工藝、性能、應(yīng)用及選購等方面展開介紹。
材料選擇
常用鋼種
16MnDR:這是一種低合金高強(qiáng)度鋼,具有良好的低溫韌性,在 -40℃的低溫環(huán)境下仍能保持較好的力學(xué)性能,常用于制造低溫壓力容器、儲罐等。
09MnNiDR:其低溫性能更為優(yōu)異,可在 -70℃的低溫條件下使用,適用于極寒地區(qū)的石油、化工設(shè)備制造。
3.5Ni鋼:含鎳量較高,低溫韌性,能在 -100℃甚至更低的溫度下正常工作,常用于制造液化天然氣(LNG)儲罐等對低溫性能要求極高的設(shè)備。
材料要求
化學(xué)成分:嚴(yán)格控制碳、硫、磷等元素的含量,以降低材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。例如,硫和磷會形成低熔點(diǎn)共晶物,增加材料的冷脆性,因此其含量應(yīng)控制在較低水平。
純凈度:減少鋼中的夾雜物和氣體含量,提高材料的純凈度,有助于改善低溫韌性。夾雜物會成為裂紋源,降低材料的抗脆斷能力。
冷拔工藝
工藝流程
管坯準(zhǔn)備:選擇合適的管坯,并進(jìn)行表面清理和檢查,去除表面的缺陷和雜質(zhì)。
加熱:將管坯加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?,以提高其塑性,便于后續(xù)的冷拔加工。加熱溫度一般根據(jù)材料的種類和規(guī)格而定,通常在 800 - 1100℃之間。
穿孔:通過穿孔機(jī)將實(shí)心管坯穿制成空心毛管。穿孔過程中要控制好穿孔速度、頂頭前伸量等參數(shù),以保證毛管的質(zhì)量。
冷拔:將毛管通過冷拔模進(jìn)行冷拔加工,使其尺寸減小、壁厚變薄,同時(shí)提高其尺寸精度和表面質(zhì)量。冷拔過程中要合理選擇拔制速度、潤滑劑等參數(shù),以減少拔制力和提高拔制效率。
熱處理:冷拔后的方管需要進(jìn)行熱處理,以消除加工硬化,恢復(fù)材料的塑性和韌性。常用的熱處理方法有退火、正火等。
矯直:對熱處理后的方管進(jìn)行矯直,使其直線度符合要求。
檢驗(yàn):對成品方管進(jìn)行尺寸、外觀、力學(xué)性能等方面的檢驗(yàn),確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
工藝優(yōu)勢
尺寸精度高:冷拔工藝可以控制方管的尺寸,公差范圍較小,能夠滿足一些對尺寸精度要求較高的場合。
表面質(zhì)量好:冷拔過程中,方管表面受到擠壓和摩擦,表面粗糙度降低,光潔度提高。
力學(xué)性能改善:冷拔使方管的晶粒細(xì)化,位錯密度增加,從而提高其強(qiáng)度和硬度。同時(shí),通過后續(xù)的熱處理,可以調(diào)整材料的組織結(jié)構(gòu),使其具有良好的綜合力學(xué)性能。
性能特點(diǎn)
低溫韌性:在低溫環(huán)境下,低溫管冷拔方管仍能保持較高的沖擊韌性,不易發(fā)生脆性斷裂。例如,在 -40℃的低溫下,16MnDR 冷拔方管的沖擊吸收能量應(yīng)不低于 34J。
強(qiáng)度:經(jīng)過冷拔和熱處理后,方管的強(qiáng)度得到提高,能夠承受較大的壓力和載荷。其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度通常比普通方管要高。
耐腐蝕性:根據(jù)使用環(huán)境的要求,可以對低溫管冷拔方管進(jìn)行表面處理,如鍍鋅、噴漆等,以提高其耐腐蝕性。
應(yīng)用領(lǐng)域
石油化工:用于制造低溫儲罐、換熱器、管道等設(shè)備,如液化天然氣(LNG)接收站的儲罐和輸送管道。
能源電力:在低溫發(fā)電設(shè)備中,如低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的管道和設(shè)備,低溫管冷拔方管也有應(yīng)用。
航空航天:用于制造一些在低溫環(huán)境下工作的航空航天零部件,如火箭發(fā)動機(jī)的低溫燃料輸送管道。
制冷設(shè)備:如冷庫的制冷管道、制冷機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器等。
選購要點(diǎn)
質(zhì)量認(rèn)證:選擇具有相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證的產(chǎn)品,如 ISO 9001 質(zhì)量管理體系認(rèn)證、特種設(shè)備制造許可證等。這些認(rèn)證可以證明廠家的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量符合一定的標(biāo)準(zhǔn)。
性能指標(biāo):根據(jù)使用要求,關(guān)注方管的低溫韌性、強(qiáng)度、耐腐蝕性等性能指標(biāo)。要求廠家提供詳細(xì)的性能檢測報(bào)告,確保產(chǎn)品性能滿足使用需求。
尺寸精度:檢查方管的尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求,包括邊長、壁厚、直線度等??梢允褂糜螛?biāo)卡尺、千分尺等測量工具進(jìn)行測量。
外觀質(zhì)量:觀察方管的表面是否有裂紋、折疊、結(jié)疤等缺陷,表面應(yīng)光滑、平整,無明顯的劃痕和磕碰。
廠家信譽(yù):選擇信譽(yù)良好、口碑較佳的廠家??梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)搜索、行業(yè)論壇、客戶評價(jià)等渠道了解廠家的信譽(yù)情況。