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温度对不锈钢管道焊接的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-20  浏览次数:107 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网据新闻报道:对于层间温度的控制范围,国外方面,Y. C. Lin[28]认为如果没有特殊说明,层间温度的下限应该与预热温度

中华不锈钢网据新闻报道:对于层间温度的控制范围,国外方面,Y. C. Lin[28]认为如果没有特殊说明,层间温度的下限应该与预热温度的下限相等。EN 14163-2001《石油和天然气工业—不锈钢管道运输系统—不锈钢管道的焊接》中规定层间温度上限为试验时的最大值。国内方面,薛振奎的观点[29]是层间温度最小值应超过预热温度最小值,但不锈钢管道环焊缝焊接采用多种焊接工艺,因此层间温度最小值可以低于预热温度最小值,层间温度下限值具体多少应通过试验结果来确定。SY/T 4125-2013标准规定了常用不锈钢管推荐的道间温度取值范围。由此可见国内外对于多道焊层间温度的控制范围没有一致的说法。
  
  1. α脆性
  
  已知,α相硬而脆,含铬在15-70%范围内的合金,通过540-815℃加热就会产生α脆性,并且在700-800℃左右加热产生α脆性的速度最快;含铬越高合金,α脆性越大;钼Mo、硅Si.镍Ni.锰Mn等能促进α相生成,碳C.氮N抑制其生成;而含铬高达25-30%的钢(如446钢),在热处理时若冷却速度慢,就能引起这种脆性;α相脆性的产生,使钢的硬度提高,却显著降低了钢的塑性,缺口韧性及耐性性能,给加工和使用带来问题。
  
  本发明在冷加工的退火处理中以水冷的方法着重解决了此问题,当α相现象出现时,可以通过加热至800℃以上温度,保温一定时间使其浓解后快速水冷,冷却至室温,以此消除α相现象。
  
  脆性
  
  已知,含铬12%以上的铁素体型钢,加热在340℃-540℃温度时,经一定时间后,钢的硬度增加,冲击韧性显著降低,尤以475℃时最为严重,硬度最高,27铬钢经475℃ x 100小时加热后,其常温的抗拉强度增加50%,屈服强度增加150%,而延伸率则变为零;钢材中铝Al、硅Si.相Mo.妮Nb,钛Ti.锰Mn等元素的存在,将促进这种脆性产生。
  
  本发明在冷加工工艺的退火工艺中,以保温时间的科学确定着重解决了此问题,当出现475℃脆性问题时,可以通过将钢加热到600℃以上,并保温一定的时间,快速冷至室温的办法来消除,温度越高脆性消除越容易,通常是在700-800℃之间处理为宜。
  
  3.高温脆性
  
  高温脆性是伴随着晶粒粗化而带来的脆性当钢材加热到950℃-1000℃以上,急冷至室温就会产生这种高温脆性,钢材含铬量越高,这种脆性越严重,如446钢,经1000℃ x 100小时加热时,常温下的弯曲角度为零,因此高铬钢在热处理时,最忌过热,产生高温脆性的基本原因是碳、氮等间隙元素的结合物在晶界析出,因此,降低钢中的碳、氮含量,减少甚至避免破、氮化合物的沉淀析出,可以大大改善高温脆性。本发明在冷加工工艺的退火工序中将退火温度确定为850-880℃,就着重解决了此问题。
  
  4.晶间腐蚀
  
  中华不锈钢网据新闻报道:铁素体型不锈钢管的晶间腐性,加热温度在860℃以上时快速冷却,材料被敏化后,会产生晶间腐性,反之,若缓慢冷却就不会产生教化。加热温度在700-800℃时,材料经短时间加热即可恢复,若慢冷却,即使温度有所提高,管材也不产生晶间腐性。加入钦Ti或妮Nb,且当T i > 6 x (C+N)或Nb > 8 x (C+N)时就可防止敏化。本发明在冷加工序中,加工物加热温度在850℃时快速冷却,着重解决了此问题。
  
  晶粒度的控制问题
  
  本发明的热处理工艺制度为后续的冷加工莫定了良好的基础。晶粒的长大与材料处理前的冷加工变形量有羌当冷加工变形量约为5%时,加热后就产生非常大的晶粒,含铬越高,晶拉长的越大。因此,对于冷加工变形量,退火温度及保温时间都要严铬的要长晶粒粗大化,材料就会变脆,经深冲,弯曲等冷加工后,容易产生粗糙表面和裂纹,晶间腐性也严重。中间退火应尽可能在低温下进行,且又必须保证其变形量30%左右,本发明的热处理退火制度很好的解决了此问题。
  
  塑性差,难加工问题
  
  由于铁素体不锈钢管的塑性很差,如446钢,根据冷拔原理,金属变形处于一向拉和二向压的应力状态,由于应力状态中存在拉应力,拔制时金属塑性差,然而对低塑性金属拔制比较困难;根据冷轧原理,金属变形过程反映了材料压应力状态,适合制造塑性差,拉拔困难的管材,冷扎的效率低,成本高,冷拔的效率高,故针对制造塑性很差的铁素体不锈钢管,本发明在冷加工工艺中应用冷拔、冷轧结合的工艺着重解决了此问题。中华不锈钢网据新闻报道

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