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異型鋼管的應(yīng)用方向
異型鋼管是除開(kāi)不銹鋼圓管之外的別的橫截面樣子的不銹鋼鋼管的統(tǒng)稱(chēng)。按鋼管橫截面樣子規(guī)格的不一樣又可分成等壁厚異形不銹鋼鋼管、不等壁厚異形不銹鋼鋼管、變直經(jīng)異形無(wú)縫鋼管。
異型鋼管普遍用以各類(lèi)零部件、工具和機(jī)械部件。和不銹鋼圓管相比,通常常有較大的慣性矩和橫截面模數(shù),有較大的抗彎強(qiáng)度抗扭能力,能夠大大減少構(gòu)造重量,節(jié)省鋼才。
異型鋼管的發(fā)展方向主要是產(chǎn)品種類(lèi)的發(fā)展方向,涉及截面樣子、材料和特性。擠壓成型法、斜模軋法和冷拔法是生產(chǎn)制造異型鋼管的合理方式,它適用生產(chǎn)制造各類(lèi)截面和材料的管材。以便能生產(chǎn)制造品種齊全的異型鋼管,還必需有著各種生產(chǎn)制造方式。20世紀(jì)90年代,在我國(guó)在原先只能冷拔的基礎(chǔ)上,又開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出輥拔、擠壓成型、液壓、旋軋、旋壓、連軋、旋轉(zhuǎn)鍛造和無(wú)模拔等各種生產(chǎn)制造方式,并在不斷改善和造就新的機(jī)器設(shè)備與加工工藝。
異型鋼管的腐蝕類(lèi)型
異型鋼管金屬腐蝕是指金屬損失或金屬在與液體(氣體)接觸時(shí)在表面層上轉(zhuǎn)化成另一種不溶的化合物。其分類(lèi)如下;
1)金屬高溫氣體腐蝕,鋼鐵在常溫和干燥的空氣中,一般認(rèn)為并不腐蝕,但在高溫(500~1000℃)下,就容易被氧化破壞,在表面生成氧化物。例如,金屬在冶煉與軋制過(guò)程中的氧化剝落,化學(xué)工業(yè)中硫鐵礦焙爐的腐蝕,以及石油工藝中高溫爐管及核工業(yè)備的高溫氧化等都屬于這類(lèi)腐蝕,人們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為金屬的高溫氣體腐蝕。
2)化學(xué)腐蝕,即干腐蝕所謂干腐蝕,是指環(huán)境中沒(méi)有液相或镢露現(xiàn)象存在情況下產(chǎn)生的腐蝕。這種腐蝕是金屬原子與介質(zhì)分子兩相的界面上直接交換電子,發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)。
3)電化學(xué)腐蝕,異型鋼管電化學(xué)腐蝕,即濕腐蝕,是指有液體(水)存在,即電解質(zhì)溶液接觸的腐蝕辶程。其特征是金屬原子在陽(yáng)極區(qū)失去電子,腐蝕介質(zhì)的分子在陰極得到電子,并且伴有電生。金屬在潮濕空氣中的大氣腐蝕,在酸、堿、鹽溶液和海水中的腐蝕,在地下土壤中的腐蝕,在不同金屬接觸處的腐蝕等都是電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重、更普遍。
不同元素在異型鋼管中的作用
(一)鉻
決定異型鋼管性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后,促使其內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。在異型鋼管等結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中,鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性,但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼、耐熱鋼的重要合金元素。
(二)鎳
鎳是優(yōu)良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達(dá)到24%;而只有含鎳27%時(shí)才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨(dú)構(gòu)成不銹鋼,但是鎳與鉻同時(shí)存在于不銹鋼異型鋼管中時(shí),含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。但由于鎳是較稀缺的資源,故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
(三)錳
錳的作用不在于形成奧氏體,而是在于它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)定性,抑制奧氏體的分解,使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面錳的作用不大,這是因?yàn)殄i對(duì)提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大,形成的氧化膜的防護(hù)作用也很低。錳在不銹鋼異型鋼管中穩(wěn)定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,并且作用的程度比鎳還要大。
(四)稀土元素
稀土元素應(yīng)用于不銹鋼,主要在于改善工藝性能方面。比如,鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼異型鋼管中加一定量的稀土元素,可顯著改善鍛造性能。
(五)碳
不銹鋼異型鋼管中含碳量增加,屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高,但塑性和沖擊性降低,當(dāng)碳量0.23%超過(guò)時(shí),鋼的焊接性能變壞,因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼,含碳量一般不超過(guò)0.20%。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕,此外碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。
預(yù)防異型鋼管焊接危害的措施
焊接作業(yè)污染種類(lèi)多,危害大,我們要在保證異型鋼管焊接質(zhì)量的前提下,結(jié)合實(shí)際情況制定切實(shí)可行的預(yù)防措施,以防止有害因素的影響。對(duì)此我們作了以下總結(jié):
(一)按通風(fēng)范圍,可分為通風(fēng)和局部通風(fēng)。由于通風(fēng)費(fèi)用高,且排煙不理想,因此除大型的異型鋼管焊接車(chē)間外,多采用局部通風(fēng)措施;
(二)局部通風(fēng)形式有固定式排煙罩、移動(dòng)式排煙罩、手執(zhí)式排煙罩等。使用固定式或可移動(dòng)式排煙罩時(shí),應(yīng)同時(shí)安裝凈化過(guò)濾設(shè)備或與整體通風(fēng)凈化系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),否則只是將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移,仍會(huì)污染車(chē)間廠房的環(huán)境空氣;
(三)焊接作業(yè)除穿戴一般防護(hù)用品(如工作服、手套、眼鏡和口罩)外,針對(duì)特殊作業(yè)場(chǎng)合,還可以佩帶通風(fēng)焊帽,防止危害;
(四)為保護(hù)異型鋼管焊工的眼睛不受弧光傷害,焊接時(shí)必須使用鑲有防護(hù)鏡片的面罩,并根據(jù)焊接電流的強(qiáng)度不同來(lái)選用不同型號(hào)的濾光鏡片;
(五)焊接工藝產(chǎn)生的污染物種類(lèi)和數(shù)量有很大的區(qū)別。條件允許的情況下,應(yīng)選用成熟的隱弧焊代替明弧焊,可大大降低污染物的污染程度;
(六)高水平的焊接工人在焊接過(guò)程中能夠熟練、靈活地執(zhí)行操作規(guī)章,并根據(jù)具體情況作出相應(yīng)的技術(shù)調(diào)整。長(zhǎng)時(shí)間在噪聲環(huán)境下工作的人員應(yīng)戴上護(hù)耳器,以減小噪聲對(duì)人的危害程度;
(七)弧焊和等離子弧焊接切割時(shí)不用釷鎢棒,改用性較低的鎢或釔鎢電極;弧焊引弧及穩(wěn)弧措施,盡量采用脈沖裝置,而不用高頻振蕩裝置;
(八)對(duì)于場(chǎng)所緊急情況下的搶修焊接作業(yè),可佩帶隔絕式氧氣呼吸器,防止急性職業(yè)事故的發(fā)生;
(九)在異型鋼管生產(chǎn)工藝確定的前提下,應(yīng)選用機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的設(shè)備。采用低錳、低氫、低塵焊條;
(十)異型鋼管焊接工應(yīng)穿淺色或白色帆布工作服,并將袖口扎緊,領(lǐng)口扣好,皮膚不外露,以防止皮膚受到傷害。