1. 雙金屬復合鋼管的分類
一)雙金屬復合管的分類:
雙金屬復合管按兩復合界面復合類型分:冶金復合、擴散復合、機械復合。現已用於電力、煤炭、城鄉建設、船舶、石油化工、機械、核工業、等行業。
(一)雙金屬復合管的冶金復合:
雙金屬復合管的冶金復合是用爆炸復合、堆焊、雙熔液工藝復合而成,其兩復合界面是冶金熔合在一起,特徵:復合界面帶寬、熔合兩種金屬;復合牢固;導熱、導音、導電沒有界;冷熱縮脹一致。這是冶金復合的雙金屬復合管。
1 爆炸復合:兩種金屬以一定的間隙距離,當均勻布放在金屬上面的炸葯被雷管引爆之後,爆轟波和爆炸產物的能量便在其上傳播,並將能量傳遞給金屬,使復板向下運上轉變成金屬之間的焊接能,使它們強固地結合在一起。由於復板和基板的高速、高壓、高溫和瞬時的傾斜撞擊,在它們的接觸面上將發生許多的物理和化學過程,即冶金過程。例如,界面兩側一薄層金屬的塑性變形、熔化和原子間的相互擴散等。不同的金屬就是在這些冶金過程中實現冶金結合。
(1) 金屬爆炸復合是一門介於金屬物理學、爆炸物理學和焊接工藝學之間的邊緣學科。它既是一項同種、特別是任意異種金屬材料焊接的新技術,又是一種任意金屬組合的復合材料的生產新工藝,具有重要的技術和經濟價值。
(2) 金屬爆炸復合材料是金屬材料科學及其工程應用的一個新的發展方向。這類材料為節約資源,充分發揮和綜合利用,以及顯著增強和提高現有金屬材料的物理、力學及化學性能展現了無限廣闊的前景。
2 堆焊復合:在基礎鋼管內堆焊一層所需要的合金,並進行擠壓後的復合鋼管。
性能特點:
(1)、高耐腐蝕性能:耐腐蝕試驗表明耐腐蝕復合板的耐腐蝕性比低碳鋼高20倍以上,同不銹鋼一樣。
(2)、高抗沖擊性能:由於採用軟鋼基板,耐磨復合板具有很高的抗沖擊性能,充分體現了復合材料既耐磨又抗沖擊的優點。
(3)、方便的加工性能:耐磨堆焊復合鋼板可以變形、焊接,可很方便地像普通鋼板一樣加工成各種耐磨損部件。
(4)、高性能價格比:使用耐腐蝕堆焊復合板雖然表面成本提高,但綜合考慮機件的使用壽命、維修費用、停機損失等,其性能價格比高出普通材料約2~4倍。
3 雙熔液復合:
把熔煉好的普通鋼熔液澆注入高速旋轉的離心機模管,製作成普通鋼外套管,待外套管凝固後,澆注熔煉好的耐腐蝕合金熔液,製作成內襯管,在高溫的作用下,使外套管和內襯管實現整體冶金結合,冷卻後拔管清理,即成為外層為普通鋼管,內襯為耐腐蝕合金的雙金屬復合管。 生產雙熔液雙金屬復合管,生產成本比常規方法低20%以上,兩層金屬之間結合力強,抗熱振性好,並可實現超長、超薄復合管的生產。
雙金屬復合鋼管英國早在1967年開始試驗,成功地開發了T310不銹鋼外層和125號鋼為內層得雙金屬管等。滿足電力和紙漿工業所需的高溫強度,耐腐蝕性能。全世界的鍋爐製造商對雙金屬管作為先進裝置的過熱材料感興趣(這種裝置80~89kg/mm的高壓和593~650°C的高溫運行)。1976年開始在發電鍋爐中安裝這種雙金屬管,解決了鍋爐管外部爐邊腐蝕問題,其耐腐蝕能力可提高2~4倍。
(二)雙金屬復合管的擴散(彌散)復合:
雙金屬復合管的擴散(彌散)復合是用機械復合後在1050°C進行1 h~4 h的擴散處理時,由於C原子等的擴散,界面附近微觀區域中有第二相形成.隨擴散時間延長,第二相分布帶變寬,界面硬度提高,界面剪切強度也提高,可以使不銹鋼內管與低碳鋼外管之間實現牢固接近冶金結合,其界面剪切強度可達400 MPa以上。導音、導電基本沒有界;冷熱縮脹一致。這工藝復合的雙金屬管紙漿工業使用雙金屬擠壓管克服爐邊熔融硫酸/硫化液引起的嚴重腐蝕。適合溫度250~550°C,執行QB/T2558—2002《爆炸脹接不銹鋼復合鋼管》輕工行業標准。
特徵:在低於母材熔點的溫度下,在盡量使母材不出現變形的程度下加壓,使母材緊密接觸,利用界面出現的原子擴散而實現結合的方法.該法分為無助劑異擴散焊接、有助劑擴散焊接、過渡液相擴散焊接和相變超塑性擴散焊接。該方法可獲得與基體性能一致的接頭性能,可對性能和尺寸相差懸殊的材料進行焊接.沒有宏觀變形,接頭殘余應力小。
1 無助劑異性金屬擴散復合:
2 有助劑異性金屬擴散復合:
3 過渡液相異性金屬擴散復合:
4 相變超塑性異性金屬擴散復合:
(三)雙金屬復合管機械復合:
雙金屬復合管機械復合是第一代雙金屬管生產方法。通常兩根分別製造的鋼管一根套入另一根里然後通過冷滾壓、拉模冷拔、液壓冷脹以達到配合的機械復合的。沒有擴散接合面,限導音、導電有界面,冷熱縮脹基本一致。這工藝復合的雙金屬管,用於250°C以下低導熱工藝過程中,用於釀造廠熱交換器和醋酸裝置的余熱鍋爐的熱交換器管。
1 按復合界面接合距離分為:
(1) 適量復合:復合界面接合距離用電子顯微鏡測量大於25μ,復合強度為大於0.2 MPa,執行CJ/T192-2004《內襯不銹鋼復合鋼管》城鄉建築行業標准。用於給排水管道、管道直飲水管道、噴霧消防管道、凈化氣體、凈化液體的柔性腐蝕低壓管道;
(2) 過盈復合:復合界面接合距離用電子顯微鏡測量5~25μ,復合強度為 2~4Mpa,執行SY/T6623-2005《內覆或襯里耐腐蝕合金復合鋼管規范》石油天然氣行業標准;
(3) 過量復合:復合界面接合距離用電子顯微鏡測量小於5μ,復合強度為大於 4Mpa。
2 按復合界面接合物分為:
(1) 無接合物復合:執行CJ/T192-2004《內襯不銹鋼復合鋼管》城鄉建築行業標准;
(2) 金屬接合物復合:執行SY/T6623-2005《內覆或襯里耐腐蝕合金復合鋼管規范》石油天然氣行業標准;