316L不锈钢属于低碳奥(ao)氏体不(bu)锈钢,Mo元素的添加增强了耐(nai)氯化物侵蚀的能力,较304不(bu)锈钢具有更好的耐晶间腐蚀(shi)能(neng)力。由于316L不锈钢的综合性能良好,被广泛用(yong)于制造石(shi)油化工行业中。往期已经(jing)说到316L不锈钢管(guan)的耐腐蚀性能,本期就来说说316L不锈钢制品管膨胀(zhang)性能的影响因(yin)素。
在同一支316L不锈钢(gang)制品管上截取两(liang)段钢管,分别是1#管和(he)2#管(对2#管进(jin)行过润滑处理),用于径向膨胀。
采用自上而下的膨胀工艺,通过液压机完成316L不锈钢管的膨胀(zhang)。液压机的底座固定,压头(tou)向下(xia)施加与膨胀套管轴向一致的(de)载荷(he),膨胀锥在导向区段的引导下(xia)缓慢进入管子,管子在巨大的接(jie)触应力下开始发生膨胀变(bian)形。
长度 管材在膨胀(zhang)后,径向(xiang)增大幅度可以叫做膨胀的变形程度,也叫做膨胀率(lv)。由于内径的(de)增大,材料在长度和厚度方面(mian)的消耗用(yong)于增加管体的体积。膨胀过后,1#管和2#管的长度都缩短了。
壁厚 采用定点测(ce)量壁厚(hou)的方(fang)法,两段不锈钢管的原始壁厚(hou)并不均匀,膨胀后壁厚变化的幅度也不相(xiang)同。壁厚(hou)不均度具有“遗传性”,膨胀后钢管的壁厚不均度会增加。
管材(cai)的壁厚减小(xiao)幅度跟原始壁厚有必然联系,钢管在膨胀后依然会(hui)存在厚边和(he)薄(bao)边,且(qie)薄边的壁厚变化(hua)薄幅度要大于厚边(bian)。原因包括:套管具有原(yuan)始的壁厚不均度,薄边变形抗(kang)力低于厚边,在同等的接触应力下会先发(fa)生变(bian)形;膨胀力的微小偏移也会造成壁厚(hou)不均度的增加(jia);膨胀锥的加工精度也(ye)会影响(xiang)管子的壁厚变化。为保证(zheng)管材膨胀后的(de)使(shi)用性能,必须严格控(kong)制原始壁厚误差,可以按管材冷加(jia)工的经(jing)验标准来规定套管的壁厚不均度。选择材质均匀、原始壁(bi)厚不均度小的管材(cai)。
硬度 由于316L不锈钢(gang)制品管在塑性变形的时候发生加工硬化,即在(zai)变形过程中产(chan)生晶格(ge)畸变,晶粒被拉长、细化,出现亚结构或产生不均匀变形等,使管(guan)材的强度、硬度增加(jia),而塑性(xing)指标下降。材料的晶粒发生变形,晶格能量提高,在晶界附近(jin)出现位错堆积,晶粒内形成位错缠结,晶粒破碎(sui)还会(hui)导(dao)致晶界(jie)面积增加,电化学活性增大。这些都(dou)增加了材料的变形抗力,硬(ying)度得到提高。
316L不锈钢(gang)经过膨胀后,平均硬度增幅非常大,而且(qie)硬度值波动(dong)范围较大(da)。这是由于膨胀导致管材变(bian)形不均(jun)匀和产生残(can)余应力,使得(de)管子的硬(ying)度也表现出不均匀性。
膨胀力 膨胀力是膨胀变形最基本的参数,是设计、验算(suan)膨胀工具强度的重要依据,其值的选择是否恰当直接影响膨胀作业的效果。由(you)于对(dui)2#管进行过(guo)润滑处理,所需膨胀力(li)比1#管要小很多。在膨胀(zhang)过程中,316L不(bu)锈钢管的膨胀力出现(xian)了两次峰(feng)值。刚开始膨胀锥(zhui)对管壁施加压力促使管壁开(kai)始屈服,但是部分(fen)膨(peng)胀力会受到材(cai)料本身(shen)变形抗力的抵消,之后加大膨胀力直到膨胀锥的锥面全部进入管内,管子也开始发生屈服,这(zhe)就是第一次出现峰值的时刻。再次出(chu)现峰值是在膨胀锥完全进(jin)入管内时,此刻膨胀锥的定径(jing)区与管壁完全接触而产生非常大的(de)摩擦力(li),待膨胀过程稳定后,膨胀力才逐步下降直(zhi)到稳定。影响膨胀力的因素有很(hen)多,包括膨(peng)胀锥角、摩擦阻(zu)力、管材性(xing)质、变形程度(du)以及(ji)膨胀速(su)率等,在膨(peng)胀之前应该做好相应(ying)的准备工作,确保膨胀过程的顺利进行。
以上就是316L
不锈钢制品管膨胀性(xing)能的影响因(yin)素,316L不锈钢(gang)管经过径向膨胀后发生加工硬化(hua),布氏硬度和抗拉强度明显增加,在(zai)膨胀实验过程中,316L不锈钢所需的膨胀力(li)出现了两次峰值,润滑处理能有效降低(di)摩擦阻(zu)力。膨胀后316L不锈钢制品管的不均匀变形程度(du)增加,可采用管材冷加(jia)工的(de)经验(yan)标准(zhun)对膨胀管(guan)的壁厚不均度进行确定,同时强化膨胀管加工的质量控制,选用合(he)适(shi)的(de)膨(peng)胀工(gong)艺以(yi)保证管材膨胀后的使用(yong)性能。
参考资(zi)料:张仁勇,王霞,施岱艳,陈勇彬(bin),鞠岚,张金钟—316L不锈钢管的膨胀性能