擠壓過程中食品級(jí)不銹鋼管的應(yīng)力狀況

通過對(duì)食品級(jí)不銹鋼管預(yù)應(yīng)力的計(jì)算，擠壓生產(chǎn)過程中坯料對(duì)食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁的內(nèi)壓力以及食品級(jí)不銹鋼管在不同狀態(tài)下的應(yīng)力分析、溫度分析及其耦合分析，得到如下結(jié)論:

(1)擠壓過程中食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)襯的溫度隨擠壓過程的進(jìn)行不斷升高，擠壓結(jié)束時(shí)在內(nèi)襯內(nèi)壁靠近擠壓模的區(qū)域溫度，達(dá)到631℃。而中襯和外筒的溫度變化不大。

(2)在非工作狀態(tài)下，食品級(jí)不銹鋼管等效應(yīng)力值為243MPa，主要集中在食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)下，其值為286MPa，分布在內(nèi)襯內(nèi)壁表面中間部位。在工作狀態(tài)下，其等效應(yīng)力為952MPa，主要分布在內(nèi)壁的上端高溫區(qū)域。食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)部的應(yīng)力集中區(qū)域主要分布在高溫區(qū)，其分布和溫度分布情況基本相同。溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對(duì)食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)部應(yīng)力分布影響較大。

(3)食品級(jí)不銹鋼管所受徑向應(yīng)力，在非工作狀態(tài)，食品級(jí)不銹鋼管主要受外部預(yù)應(yīng)力提供的預(yù)應(yīng)力作用，食品級(jí)不銹鋼管徑向呈壓應(yīng)力狀態(tài)，其中值為113MPa，分布在食品級(jí)不銹鋼管外壁。在預(yù)熱狀態(tài)，其徑向壓力為124MPa，主要集中在上下端面處。在工作狀態(tài)，其徑向壓力為337MPa，主要集中在食品級(jí)不銹鋼管上端部分區(qū)域。

(4)食品級(jí)不銹鋼管所受切向應(yīng)力，在非工作狀態(tài)，切向應(yīng)力沿徑向由內(nèi)到外梯次降低，其中值為250MPa，主要分布在食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)，其中食品級(jí)不銹鋼管切向應(yīng)力為301 MPa，主要集中在食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁中間區(qū)域。在工作狀態(tài)，其中食品級(jí)不銹鋼管切向應(yīng)力為1110MPa，主要集中在食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁上端高溫區(qū)域。

我國食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)工藝與國外的差距

改革開放以來，為了掌握和引進(jìn)國外先進(jìn)的食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)裝備和技術(shù)。以便進(jìn)一步提高我國食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)的裝備和技術(shù)水平，自1982年開始，上鋼五廠多次組團(tuán)先后對(duì)美國、法國、德國、瑞典、奧地利、意大利、比利時(shí)等國家的食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)我國的食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)技術(shù)與國外先進(jìn)工業(yè)國家相比，存在著很大的差距，其中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

我國食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)的供壞幾乎是的采用模鑄后鍛軋的工藝。如 130mm以下穿孔機(jī)所用的食品級(jí)不銹鋼管坯，其典型的生產(chǎn)工藝是:模鑄成508mm (20”)鋼錠一鍛軋成直徑 150mm的由初軋機(jī)提供，160 ～190mm的由(800mm初軋機(jī)提供，190mm的由鍛造提供)。而長城鋼管廠31.5MN擠壓機(jī)生產(chǎn)食品級(jí)不銹鋼管時(shí)管坯也是采用模鑄加鍛軋的工藝(對(duì)干直徑<260mm的擠壓坯采用模鑄3錠加825mm初軋機(jī)開坯的工藝；對(duì)于直徑<345mm的擠壓坯采用模鑄3 ～5t錠加20MN快鍛的工藝)。近年來，也有一些廠家采用進(jìn)口的連鑄方坯軋制成管坯的“半連鑄坯”工藝。攀鋼集團(tuán)成都無縫鋼管有限責(zé)任公司曾作過采用自產(chǎn)的水平連鑄坯生產(chǎn)食品級(jí)不銹鋼管的嘗試，并取得了一定的成果。

國外食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)普遍采用擠壓工藝，這為連鑄坯的采用提供了極為有利的條件。與傳統(tǒng)的模鑄相比較，采用連鑄管坯比軋制管坯成材率提高10%～15% ,能源費(fèi)用節(jié)省40%～50%,采用連鑄管坯生產(chǎn)食品級(jí)不銹鋼管收得率提高17% ,勞動(dòng)力減少60%，噸鋼節(jié)能0.125x10 16kJ，總加工時(shí)間減少25%連鑄管坯比軋制管坯的成本低40～50美元/t。

連鑄管坯的采用是食品級(jí)不銹鋼管生產(chǎn)技術(shù)的一大進(jìn)步，它使食品級(jí)不銹鋼管的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了“短流程'工藝，使生產(chǎn)成本大大降低，從而在市場上增強(qiáng)了競爭能力。

室內(nèi)給水系統(tǒng)采用食品級(jí)不銹鋼管的好處

1.保護(hù)水質(zhì) 安全健康

食品級(jí)不銹鋼管是一種公認(rèn)的可植入人體的健康材料，在浸泡水試驗(yàn)中，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家有關(guān)飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁光滑，長期使用不會(huì)積垢、不易被細(xì)菌污染，杜絕水的二次污染，保障水質(zhì)安全健康。

2.抗腐抗壓 經(jīng)久耐用

食品級(jí)不銹鋼管具有良好的抗腐蝕和耐高溫的特性，不會(huì)析出有害物質(zhì)，在保護(hù)水質(zhì)的同時(shí)，也大程度地延長了管道的使用壽命。強(qiáng)度高、抗高壓是食品級(jí)不銹鋼管的另一大優(yōu)勢，銅管的強(qiáng)度是PP-R管的3-4倍，食品級(jí)不銹鋼管更是達(dá)到8-10倍，可承受每秒30米的高速水流沖擊，顯著降低了水的滲漏率，使得管道連接更加緊固安全。

3.節(jié)能降阻 綠色環(huán)保

食品級(jí)不銹鋼管內(nèi)壁光滑，水阻非常小，減少了壓力損失，不僅優(yōu)化了日常用水體驗(yàn)，也降低了輸送成本。在環(huán)境保護(hù)上，廢舊食品級(jí)不銹鋼管均可回爐重復(fù)使用，無任何廢棄物污染環(huán)境，相比PP-R管終以白色廢物(難以分解的高分子廢物)污染環(huán)境，使用食品級(jí)不銹鋼管是一項(xiàng)利國利民、意義深遠(yuǎn)的英明決定。