國內外不銹鋼復合管的應用現(xiàn)狀

1、國內外不銹鋼復合管的應用現(xiàn)狀叩世記貿年代初，狀吏、前蘇聯(lián)及日本等國家相繼進苛取金屬良臺管的生產XS.性能檢騷等研乳*至肌年優(yōu)中期雙金屬童臺管的應用已住這陀國家趨廣熟.祐及石汕、化工、鍋爐*泊金竽領械叫覺國（2制訂石油人然氣輸送用塊存鋼管線優(yōu)產標準，并于1胛1年投入怏用.日木氈左金H公司tlSUS3iaS,35Cr55Nu4DCr55Nif料作外層管.17-14CuMo和Alley80QH等村料柞內層管；通過治金細帶力法磷制出復合鋼管用f巒爐過熱典Sandvik翻鐵去司以碳制作內SanicrO28超低碳耐蝕比銹鋼作外層管，地過啟僉結合研制出良合鋼管柑于蹣爐詩道：瑞典盤Eill癒雉克釧廠且罷mer

2、Q的合金為外層管碳鋼或CM為內層材料,迪過治金結合方決研制姥合鋼管用F焚化爐過然器我國口卸世圮9D年代初從韓國引進第一條不誘鋼復合管空產線后.國內某些企業(yè)、研尤院所和高校棺讎對取金屬復合管的圮產1：產設備、性能檢測方聞做了研兗，21牡紀初期段內就有歎十寰壷業(yè)采用不岡工藝制適不銹鋼復合管。費進機組有常勵天山旦律側遼、曲伺新口制胡仃限公可、黒龍江鋼桶巫含管廠、聲坊天華不銹鋼復合管公司等企業(yè)，還有國內制造機組在青甜、重床、河北庫坊等企業(yè)住成投嚴叫何阿以気仇為內襯的収金騰復仟百己在塔里木的斉那氣才哈氣歷、吉梓的怏1>?1號*人戊憔孫氣田得到應用.西S向陽、嵐挪呱tg用爆炸焊接法制ifi了夢種會居

3、何的復育管且生產蝕率高，界面結合校好.己經應用叫廣西消防總厲采用內汕式不錨嗣更合宦代秤熱彼櫛訓訐應用F泊防給忒條山西太原某16廣采用內村式不懾徊復合管應用于物料輸送.如耐磨蝕性強的X罰、氧化鋁粉，還有水煤漿、淀漿等的輸送汽中石化南化公司在磕驗用換鼎益設計中.澱用礁駆管板內襯不誘鋼背板既旃足了換熱器的生嚴耍車，又降低了成本，莊換酒器的應用屮具有工程意加叫異種材料連接是指將兩種或兩種以匕不同材料連接在一起.這兩種材料可以足金屬,可以是IF金屆，也可以足金屈和非僉屬而商種材料能否克接形成焊接匹接，決定構成該兩種材料的原子或分子Z何的相互作用的強弱.兩尤素Z間的相互作用決定它們的電子層結構、價血廠故、

4、療子大小、負電性以及他體點陣、點陣常數等因索。一股說來，液態(tài)無限因帑、同態(tài)肖限互涪的兩種金屬，無論是共晶空還是包晶里相圖結構，都是可以形成焊按連接的"然而，井種金屬在可能形成焊接結合的前提下，烙焊條件下獲得一個實際可用的焊接接沃，還存在許多問題.1.2.1.1金屬物理性能的不同(1) 線膨脹系數的筮斤當兩種線膨脹條數墨斤特別人的金屈進疔焊接時，會使接沃內部出現(xiàn)毀朵的島內應力狀態(tài).導致裂紋的產生，甚至還會導致母材與焊縫剝離。閔此，為了防止上述缺陷的發(fā)生.焊前應対線膨脹系數小的金屆進行預熱或者在兩金居Z何加入一種塑性好的過渡接法作為線沖帶.(2) 電磁性的差斤為曲種金屬的電礎相差很大時，

5、焊接過程中會出現(xiàn)電弧偏吹，或者電瓠燃燒不穩(wěn)定而造成焊縫成形變壞.(3) 比熱容和熱導率的差異熱導率和比熱容購響著兩種金屬的熔化、熔池的形成、焊按區(qū)爲皮場和焊筑跆吊過程。亠1這兩種僉屬介這力面差斤很大吋，會便被焊材料熔化不同步，熔池形成和金屈結合不口，導致焊縫結品條件變壞，焊縫性能和成形不艮.1.11.2形成脆性化合物當什種金屆焊接時，山焊縫金屈化學成分的多尤性和復朵性，除了形成碳化物和氮化物Z外，還會析出一些金屈仙化合物和非金屈間化合物，這些化合物本身具有一定的脆性，乂會對焊縫力學性能造成形響，便塑杵和韌性降低，裂紋傾向培加，導致焊接接頭發(fā)性脆斷。1.2.1.3接頭性能難與母材等性能異種金屆焊

6、接時.通常兩種金屈會結合在一起構成朋諛電偶，導致焊接接頭的耐蝕性低T母材；而斥種金屆焊接時產生的一些金屈何化介揚又會降低搖頭的強度，進而影響到力學性能:這些問題都是異種金屬焊接不可避他的問題。1.2?異種金屬的焊接性122.1焊縫金屬的化學成分、組織與性能斤種材料的燼接，可以楓抑;母材、坪接材料的化學成分和熔合比，利用會夫勒相圖預測墀縫金屈的組織特征及主要成分。進1對推算焊接接頭的性能。如呱不考慮焊接過程中各7L索的損失可用卜式我示焊縫屮某元索的含雖：(1-1)式屮:熔合比6焊綣中母材A占母材總垠A和B的比例A、B、C分別為兩母材和焊接材料中某元離的含屋從式中可以看出，焊縫金屈的組成材料、母材

7、的熱物理件能、焊按條件對焊縫中各元盍的含塚:冇復雜的影響.異種材料焊接接頭成分和性能不均勻性若成分和性能祁不同的材料焊接在一起，其接頭的性能往往曲F兩音的不均勻而出現(xiàn)-些新問題。如強度、型性、彈性模雖不同導致應力集中，因而提前發(fā)生腕斯：熱導率、熱膨脹率基斤辱致熱應變和熱疲勞損傷尊：構成腐蝕電池，W-種接頭咐蝕存命降低。因此對汗種接頭成分和性能不均勻性耍劭別關注。（1）焊接熔合區(qū)化學成分不均勻性a）固液界面凸凹不平所造成的化學成分不均勻性b）焊接熔合IX液態(tài)金低的化學成分不均勻性c）焊接熔合區(qū)固、液相何化學成分不均勻性（2）焊接烙合區(qū)組織與性能的不均勻性熔合區(qū)成分不均勻性，必然會導致金屬組織和性

8、能的不均勻性其形響結果一方而與成分不均勻性相關，刃一方而又與母材金屬和焊縫金風備組成元素Z何相互作用的性質仃關.另外，焊接方法的不同，焊接工藝條件及參數、焊接過程的穩(wěn)定性和焊后熱處理等都會對斤種焊接接頭熔合區(qū)的組織和性能不均勻性帶來觀響。異種材料焊接接頭裂紋（1）近縫區(qū)裂紋a）滲透性稷紋住并種制焊接可能山j成分不同的焊縫金屆勻熱影響區(qū)金屬相互作用而引起的滲透性裂紋。裂紋形態(tài)與熔合線平行并與熔合線稍有一點沖離。b）熔合區(qū)的裂紋熔仟區(qū)裂紋最主要是由接頭區(qū)域成分不均勻和組織不均勻性造成的.C）氫致延遲裂紋iiiri的曠敢產生氫致裂紋，但焊接接頭若仃奧氏體組織存在，可降低此裂紋產生的可能，因為奧氏體鋼

9、仃高塑性溶解氫能力比牧強。（1）液化裂紋當母材的化學成分比枚復朵、何析岀物余任時，任近縫區(qū)仔可能產生液化裂紋。(2) 焊縫金屆中的結晶裂絞為了便焊接接頭具冇11好的塑性，-股希塑焊縫金屆為純奧氏體組織.而純奧氏體組織易出現(xiàn)焊飪中丄、裂紋，要也消除結晶裂紋，般汁理選抒焊接材料來加以防止。(3) 焊接接頭的熱疲勞裂紋井種鋼焊接時由于母材熱物理件能不同，會產生校大的殘余應力而引發(fā)熱疲勞裂紋.比如珠光體制和奧氏休鋼的焊接，如果也周期性高溫和冷卻的條件下服役時，接頭雯砥受嚴朿的熱交變應力.仝在珠光休側產生熱疲勞裂紋，沿脫碳層擴敢，導致焊接接頭在短期內破壞。不銹鋼復合管焊接性特點不銹制復合管的焊接包括基層

10、焊接、稔層焊接和過渡層焊接.基層和覆層的悍接屬于同種材料焊接.容易選擇焊接工藝：關健在于過渡層的悍接.過渡層山物理性能、化學成分、組織和力學性能不同的兩種材料貝合而成。過渡層的焊接屬于斤種金屬的焊接，現(xiàn)分析不銹鋼-碇鋼內材代宜合管的焊接性特點冋：a) 付材物理性能杉響rtlF不銹鋼的熱導率入約為戰(zhàn)鋼的1/3且線膨脹系數8為碳鋼的1.3倍左右.在層焊接熱循環(huán)的作用下，過渡層會產生枚大的殘余應力和焊接變形，9致焊接接頭易產生裂紋.b) 焊縫的稀樣於響釆川不銹幗焊材埠接過渡口時，III星層與旦總化學成分不同，過渡從的熔敗金居屮Cr、Ni等元素被基肚金屈稀那.導致過渡層悍縫與母材的全尿兀耒舎屆迫斤較大

11、.降低焊縫杵能-碳元素遷移擴阪形響在零層焊接熱循環(huán)形響下，由于兩種材料礦含雖不同.呈層的碳會擴枚到股層不銹鋼-側彤成硬度髙的增礦帶，基層一側形成碩度低的脫碳帶。c) 耐蝕性形響往不銹鋼覆層和過渡層熔化焊接時，過熱引起熔合線附近的興部分碳化物被溶解，進行參道基層材料焊接時，覆層焊縫和過渡層焊縫重境受熱,沿晶間析出含恪碳化物,焊縫晶間造成“貧銘”規(guī)象而導致晶間廂蝕*力：述可能產生點.蝕、縫隙腐悅和應力腐蝕.124不銹鋼復合管焊接研究逬展為了紂到性能優(yōu)13的焊接接頭，應采収-眾的工藝抬施解決復介管焊接過程中的問遞=合理選擇焊接方法;控制好焊接參數，避免接頭過熱；過沁.:畀接時為了進免出現(xiàn)馬氏體，應采

12、用小的焊接線能屋、短逍快速焊接方法.接頭設計應合理，選擇合適的焊接坡【】保證穩(wěn)定的熔合比：嚴格遵守技術規(guī)程和產晶技術條件，因地制宜，靈活開展工作，金而綜合考慮焊接質量、生產效率及經濟效益.許愛華停的対四氣樂編用油氣田雙金屬復合管施匸和焊接技術采用特殊坡口形式、焊接工序等工藝方法，解決了焊接難題.如任基層焊接時加入了一塊戳面為等腰梯形的定位塊.保證了坡口組對的創(chuàng)隙均勻性和根焊時不移位。王能利等"；GownankarI.BhadunA.K研允多心悍接熱作用對覆層組織形態(tài)的形響，當單層焊接覆層時金相組織為？+6,且&組織較為相大；多層焊接再想作用后覆層發(fā)生6轉變?yōu)椤扒?amp;組織

13、變成均勻球狀。川1顯清汕研咒了T?鋼管©lCrl8Ni9Ti不銹鋼骨的焊按.雖然Cu9鋼的晶格類型、晶格常數、原子半從很接近，但是它們熔點、9熬系數相蚤很大，接頭易產生製紋：根據Ni在紫銅和不鐫鋼屮町無限固濬的待性.采用純銀作過滾層TIG焊的焊接工藝，解決了1:述裂紋堆題。暢平牛等冋采用銅基釬料和傑呈釬科制造了20/304不銹鋼復合管.并分別對兩種工藝貝合管進行焊接.結果衣明.采用鋼釬焊的更合行由F鋼脆引發(fā)了焊接裂紋，HJUF焊層段度明顯髙基層和覆層，導致層何叭切及沿界而發(fā)先分層脫離：而采用檢釬焊的復介管保證了艮好的可焊性和強0丿性.張萬鵬等w研允上體材l4316/20g復含管采用焊

14、條血弧悍打底、過渡（悍接材料為2.5mm的A042A焊條）和蓋們的焊接工藝.研兜了悍接接頭的化學成分、金相組織耐蝕性等，結果表明過渡M焊縫的化學成分與引6L母材相當.y+6雙相組織，焊接接頭的抗電化學腐蝕件能可滿足焊接接頭的應用耍求.宋思利等“研咒異種材料焊接時焊接功率、焊接速度、焊絲伸出長度、坡口鈍邊的變化對熔介比的影響結論足焊搖時為了降低烙合比應采用小焊按功率、低焊接速度、校小的坡口飩邊、牧大的焊笙伸出長度°總體來說，建合管過渡涇焊接問題咳待解決：還雯保證焊接按頭仃牧島的力學性能和耐蝕性能.據統(tǒng)計我Bl每邙鷹蝕損火可達5000億元,約占GDP的5%,其中管道腐蝕占了很大比例叫人們開發(fā)了各種技術來防止介質對管道的腐幽例如在流體中添加緩辿劑.在管道內涂、鍍、滲、林啊胳辿展等。任這些方怯屮應首推材I耐蝕4-不銹鋼材料.它不僅具右抗務種介質牖諛的能力.而且有校好的加工性能.但是因為倉冇大fitCr,Ni等元索，價恪比枚昂賁.所以就把它作為耐蝕層復合在碳側衷而.不銹徊復合鋼板（2廣泛用于各工業(yè)部門其中機械結合式復合管應用稍廣泛,而冶金結合式復合訐應用稍差.關鍵在冶金結