这些因素会影响316L不锈钢制品管膨胀性能

  316L不锈钢属于低碳奥氏体不锈钢,Mo元素的加入增强了抗氯化物腐蚀能力,抗晶间腐蚀能力优于304不锈钢,316L不锈钢因其良好的综合性能被广泛应用于制造石化行业,之前的文章已经讲过316L不锈钢制品管的耐腐蚀性能,本期就来说一说影响316L不锈钢制品管膨胀性能的因素。

 

  1#管和2#管(2#管已经过润滑)这两段钢管是从同一个316L不锈钢焊管上切下的,用来径向膨胀的。

 

  316L不锈钢制品管的膨胀采用液压机自上而下胀接工艺完成,液压机底座固定,压头向下施加与膨胀套轴向一致的载荷,膨胀锥在导向段的引导下缓慢进入管道,管道在巨大的接触应力下开始膨胀变形。

 

  1、长度

  管道膨胀后,径向增加量可称为膨胀变形程度,也称为膨胀率,由于内径的增加,长度和厚度上的材料消耗被用来增加管体的体积。膨胀后,1#管和2#管的长度缩短。

 

  2、壁厚

  采用定点壁厚测量的方法,两段不锈钢管的原始壁厚不均匀,膨胀后的壁厚变化范围也不同,壁厚不均匀性是遗传的,膨胀钢管的壁厚不均匀性会增加。

 

  管道壁厚的减小必然与原始壁厚有关,钢管膨胀后,仍然会有厚边和薄边,薄边的壁厚变化大于厚边,原因包括:套管具有原始壁厚不均匀性,薄边的变形阻力低于厚边,套管在相同接触应力下会先变形;膨胀力的微小偏差也会增加壁厚的不均匀性;膨胀锥的加工精度也会影响管道壁厚的变化;为了保证膨胀管的使用性能,必须严格控制原始壁厚误差,套管壁厚不均匀性可按冷加工管的经验标准规定,选择材质均匀、原始壁厚不均匀性小的管道。

 

  3、硬度

  316L不锈钢制品管在塑性变形过程中的加工硬化,即晶格畸变、晶粒伸长和细化、亚结构或不均匀变形等。增加了管材的强度和硬度,但降低了塑性指标。材料的晶粒发生形变,晶格能增加,晶界附近发生位错堆积,晶粒内形成位错纠缠,晶粒破碎也会导致晶界面积增大,电化学活性增加。这些都增加了材料的抗变形性和硬度。

 

  膨胀后,316L不锈钢的平均硬度大幅增加,硬度值波动较大。这是由于膨胀引起的管道不均匀变形和残余应力,使得管道的硬度也不均匀。

 

  4、膨胀性

  膨胀力是膨胀变形最基本的参数,是设计和校核膨胀工具强度的重要根据。它的取值是否合适,直接影响到膨胀操作的效果。由于2#管已经润滑,所需的膨胀力比1#管小得多。在膨胀过程中,316L不锈钢管的膨胀力有两个峰值。首先膨胀锥对管壁施加压力,使管壁开始屈服,但部分膨胀力会被材料本身的变形阻力抵消,然后膨胀力会增大,直到膨胀锥的所有锥面都进入管内,管也开始屈服,这就是峰值第一次出现的时刻。

 

  当膨胀锥完全进入管内时,峰值再次出现,此时,膨胀锥的定径区与管壁完全接触,产生非常大的摩擦力,膨胀过程稳定后,膨胀力会逐渐减小,直至稳定。影响膨胀力的因素很多,包括膨胀锥角、摩擦阻力、管材性能、变形程度和膨胀率等。膨胀前应做好相应准备,确保扩建过程顺利进行。

 

  以上内容是影响316L不锈钢制品管膨胀性能的因素,通过以上介绍可知,不锈钢管的加工硬化发生在径向膨胀后,布氏硬度和抗拉强度显著提高;在膨胀试验中,316L不锈钢所需的膨胀力有两个峰值,润滑处理可有效降低摩擦阻力,316L不锈钢制品管膨胀后变形不均匀程度增大;管材冷加工经验标准可用于确定膨胀管壁厚不均匀性,同时加强膨胀管加工的质量控制,选择合适的膨胀工艺,确保膨胀后的使用性能。

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