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厚壁無縫管縱裂的原因分析
導致厚壁無縫管縱裂的原因是多方面的,有材料的因素,也有工藝的因素。如厚壁無縫管本身塑性差或退火不良,縱裂出現(xiàn)的機率就會增加,但根本原因在于冷拔后的厚壁無縫管存在較高的殘余應力。
從斷裂力學的觀點來看,構(gòu)件的斷裂是由于其內(nèi)部微裂紋的生成和擴展的結(jié)果。厚壁無縫管的縱裂基本屬于脆性斷裂,其裂紋形態(tài)為張開型。
一般情況下,金屬中微裂紋的存在是不可避免的,但在材料條件相同的情況下,斷裂是否會產(chǎn)生則取決于作用在構(gòu)件上的拉應力大小。作用在構(gòu)件上的拉應力可以是外加載荷,也可以是存在于自身的殘余應力。
厚壁無縫管經(jīng)歷了冷拔特別是空拔后,存在著較高的殘余應力,這個應力在厚壁無縫管外表面附近的切向和軸向表現(xiàn)為拉應力,其值可達到很大的值。根據(jù)上述張型斷裂機理,可以認為,存在于厚壁無縫管外表面附近的切向殘余應力對厚壁無縫管縱裂起著關(guān)鍵性的作用。
如何區(qū)分厚壁無縫管和焊接鋼管?
要如何區(qū)分厚壁無縫管和焊接鋼管呢?其實方法很簡單,厚壁無縫管和焊接鋼管成型工藝不同。焊接鋼管也叫焊管,一般是用平板材經(jīng)折彎后焊接起來的,可以在上面發(fā)現(xiàn)一條焊縫;按焊縫方式可分為直縫焊接鋼管和螺旋焊接鋼管,直徑較粗的一般是螺旋焊接鋼管。按用途又分為一般焊管、鍍鋅焊管、吹氧焊管、電線套管、公制焊管、托輥管、深井泵管、汽車用管、變壓器管、電焊薄壁管、電焊異型管和螺旋焊接鋼管。隨著焊接鋼管技術(shù)的不斷提高和加工簡便性,現(xiàn)在焊接管代替部分厚壁無縫管,而且焊接鋼管已經(jīng)能生產(chǎn)219mm(8寸)以上。冷軋(撥)無縫鋼管分為一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外,還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。
厚壁無縫管一般是將熔融狀態(tài)的鋼水通過環(huán)形狹縫積壓出來后,再經(jīng)拉伸等處理工藝成型的,這樣就沒有焊縫了。在性能方面上,特別是承壓能力上相較于焊接鋼管有很大的提高,因此經(jīng)常被用在高壓設備上使用,如液壓設備的管路連接等。而焊接鋼管的焊縫部位是其薄弱環(huán)節(jié),焊縫質(zhì)量也是影響其整體性能的主要因素。6.輸送流體用無縫鋼管(GB/T8163—1999):主要用于輸送管道。相信在北方生活過的人都有過自來水管或暖氣管在冬天被凍爆的經(jīng)歷,爆的地方一般都是焊縫處,也就是焊接鋼管。
厚壁無縫管冷拔后組織性能不均勻
厚壁無縫管冷拔過程中由于變形的不均勻性,從外表面層到內(nèi)表面層,變形程度是不一樣的,靠近外表面層的附加彎曲變形和附加切變形比較大,所以總變形程度外層比內(nèi)層大,因而,外晶粒較細,硬度較高,內(nèi)層則相反。若管壁越厚,摩擦系數(shù)愈大,模子的錐角越大,內(nèi)外層總變形程度的差別也愈大,組織和性能不均勻程度增大,因為內(nèi)外層變形程度不一樣,厚壁無縫管變形后內(nèi)外層的組織性能就不一致。并不是所有的厚壁無縫管都具有抗凍的能力的,抗凍也就是所謂的耐低溫,耐低溫厚壁無縫管的執(zhí)行標準為:ASTMA333,低沖擊試驗溫度是根據(jù)厚壁無縫管的級別不同而相差較大的。
厚壁無縫管切斷注意事項
厚壁無縫管矯直后,要進行初次檢查吹灰以確定切頭、尾長度。厚壁無縫管切斷的目的是清除具有裂紋、結(jié)、疤、撕裂和壁厚不均的端頭,以獲得要求的定尺厚壁無縫管,另外切除經(jīng)檢查后不合格難于挽救的缺陷,如內(nèi)折、內(nèi)結(jié)疤、嚴重的壁厚不均一等。5.冷軋無縫異型鋼管(GB/T3094—1999):主要用于制造一般結(jié)構(gòu)件。一般前者的切斷在作業(yè)線上進行,而后者離線切斷。
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