20G高壓鍋爐管的焊接工藝認(rèn)可試驗(yàn)
16Mn無(wú)縫鋼管攪拌摩擦焊焊接接頭具有無(wú)氣孔,晶粒細(xì)小,疲勞性能、拉伸性能和彎曲性能良好,焊接時(shí)無(wú)塵煙、無(wú)飛濺,節(jié)能,無(wú)需焊絲和保護(hù)氣體,焊后殘余應(yīng)力和變形小等優(yōu)點(diǎn),是一種適用性很好的焊接方法。銅鉻合金由于具有較高的強(qiáng)度、硬度,良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性及耐腐蝕性,是制備電阻焊電極、金屬模具、大型高速渦輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)條、電動(dòng)工具轉(zhuǎn)向器等的優(yōu)選材料。在發(fā)電機(jī)導(dǎo)條、電動(dòng)工具轉(zhuǎn)向器的加工制造過(guò)程中需要對(duì)銅鉻合金進(jìn)行焊接,目前,主要用熔焊、壓力焊和釬焊等方法。由于銅本身物化性能以及雜質(zhì)元素的影響,其接頭容易出現(xiàn)氣孔,強(qiáng)度、耐蝕性下降以及焊接變形大等問(wèn)題。目前關(guān)于銅鉻合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織和性能研究的報(bào)道并不多,為此,作者分別對(duì)固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)銅鉻合金的攪拌摩擦焊焊接接頭顯組織、硬度和電導(dǎo)率進(jìn)行對(duì)比研究,為攪拌摩擦焊接用于鉻合金提供試驗(yàn)依據(jù)。
16Mn無(wú)縫鋼管固溶態(tài)銅鉻合金焊接接頭基體的晶粒較粗大,焊核區(qū)為細(xì)小的等軸晶,熱機(jī)影響區(qū)晶粒尺寸略大于焊核區(qū),并有一定的流向性,熱影響區(qū)晶粒與基體的相差不大;焊核區(qū)的硬度 為78HB,距離焊縫中心越遠(yuǎn)硬度越低,直至達(dá)基體硬度。
16Mn無(wú)縫鋼管時(shí)效態(tài)銅鉻合金接頭基體組織為大小不均的等軸晶,焊核區(qū)晶粒細(xì)化,分布不均勻;熱機(jī)影響區(qū)晶粒被拉長(zhǎng),具有一定的流向性;熱影響區(qū)晶粒較基體的略有長(zhǎng)大;焊核區(qū)的硬度 ,為113HB,距離焊縫中心越遠(yuǎn)硬度越低,熱影響區(qū)硬度 ,為91HB,之后回升到基體硬度。
固溶態(tài)銅鉻合金接頭焊核區(qū)的電導(dǎo)率 ,為73.3%IACS,距離焊縫中心越遠(yuǎn)電導(dǎo)率越小;時(shí)效態(tài)合金焊接接頭電導(dǎo)率由基體到焊縫區(qū)逐漸減小,焊核區(qū) ,為78.1%IACS。
20G高壓鍋爐管是,但對(duì)制造鋼管所用的鋼種有嚴(yán)格的要求。20G高壓鍋爐管使用時(shí)經(jīng)常處于高溫和高壓條件,管子在高溫?zé)煔夂退魵獾淖饔孟?,?huì)發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強(qiáng)度,高的抗氧化腐蝕性能,并有良好的組織穩(wěn)定性。高壓鍋爐管主要用來(lái)制造高壓和超高壓鍋爐的過(guò)熱器管、再熱器管、導(dǎo)氣管、主蒸汽管等。
20G高壓鍋爐管采用的鍋爐受壓元件用鋼,一般在39公斤以下的鍋爐應(yīng)用,為了在較高壓力下使用,往往都把受熱面管設(shè)計(jì)的很厚。為了減少熱阻和節(jié)省鋼材,保證較高或高壓鍋爐用鋼的性,同時(shí)也為了降低用鋼量,普遍采用的是16MnG。同時(shí)也有添加稀土、鎂等金屬和非金屬材料的特殊鋼材。這樣會(huì)提高鍋爐用鋼的性能,減少鋼材的耗量,同時(shí)也降低了熱阻。
20G高壓鍋爐管GB5310-2008是用于制造各種結(jié)構(gòu)低高壓鍋爐過(guò)熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車鍋爐用過(guò)熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔(軋)無(wú)縫鋼管.GB5310-2008《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)和壓扁試驗(yàn)與GB3087-82規(guī)定相同;沖擊試驗(yàn)按GB229-94,擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97,晶粒度試驗(yàn)按YB/T5148-93;顯組織檢驗(yàn)按GB13298-91,脫碳層檢驗(yàn)按GB224-87,超聲波檢驗(yàn)按GB/T5777-96。
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20G高壓鍋爐管除銹的基本方法:
(1)清洗:利用溶劑、乳劑清洗高壓鍋爐鋼管表面,以達(dá)到去除油、油脂、灰塵、潤(rùn)滑劑和類似的有機(jī)物,但它不能去除高壓鍋爐鋼管表面的銹、氧化皮、焊藥等,因此在防腐生產(chǎn)中只作為輔助手段。
(2)工具除銹:主要使用鋼絲刷等工具對(duì)高壓鍋爐鋼管表面進(jìn)行打磨,可以去除松動(dòng)或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動(dòng)工具除銹能達(dá)到Sa2級(jí),動(dòng)力工具除銹可達(dá)到Sa3級(jí),若高壓鍋爐鋼管表面附著牢固的氧化鐵皮,工具除銹效果不理想,達(dá)不到防腐施工要求的錨紋深度
(3)酸洗:一般用化學(xué)和電解兩種方法做酸洗處理,管道防腐只采用化學(xué)酸洗,可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層,有時(shí)可用其作為噴砂除銹后的再處理。化學(xué)清洗雖然能使表面達(dá)到一定的清潔度和粗糙度,但其錨紋淺,而且易對(duì)環(huán)境造成污染。
(4)噴(拋)射除銹:噴(拋)射除銹是通過(guò)大功率電機(jī)帶動(dòng)噴(拋)射葉片高速旋轉(zhuǎn),使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質(zhì)等磨料在離心力作用下對(duì)鋼管表面進(jìn)行噴(拋)射處理,不僅可以徹底鐵銹、氧化物和污物,而且高壓鍋爐鋼管在磨料猛烈沖擊和磨擦力的作用下,還能達(dá)到所需要的均勻粗糙度。
噴(拋)射除銹后,不僅可以擴(kuò)大管子表面的物理吸附作用,而且可以增強(qiáng)防腐層與管子表面的機(jī)械黏附作用。因此,噴(拋)射除銹是管道防腐的理想除銹方式。一般而言,噴丸(砂)除銹主要用于高壓鍋爐鋼管內(nèi)表面處理,拋丸(砂)除銹主要用于管子外表面處理。采用噴(拋)射除銹應(yīng)注意幾個(gè)問(wèn)題。
隨著當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,長(zhǎng)輸油氣管線是能源保障的重要方式,在輸油(氣)管線防腐施工過(guò)程中,高壓鍋爐鋼管的表面除銹也導(dǎo)致了他們使用的壽命因素。確保了防腐層的質(zhì)量,在同樣設(shè)備的基礎(chǔ)上,大大提高工藝水平,降低生產(chǎn)成本。 [3]