不锈钢焊管的研究现状
发布时间:2020-05-25 09:56:38

冷凝器用不锈钢管基本上是焊管,几乎没有无缝钢管。其他低压热交换器也有许多焊接管。美国发电厂甚至将不锈钢焊管用于高压加热器。对于壁厚不超过1毫米的换热管,焊管具有很大的优势。与无缝钢管相比,不锈钢焊管生产设备更轻,投资更少,施工速度更快,焊接方法简便,尺寸精度高,制造速度快,内外光滑,表面质量好,产品规格范围广,成品率高,成本低,制造成本比无缝钢管低20-30%。

贾凤翔对不锈钢焊管的工艺做了更全面的论述。上海电厂设备有限公司刘尔静对不锈钢焊管在中国的应用现状和制造工艺进行了评述,并从凝汽器制造商的角度对不锈钢焊管的制造工艺和热处理控制提出了相应的要求。李天真研究了不锈钢焊管焊缝轧制设备的控制。美国普利茅斯管道公司是一家著名的制造商,专业生产冷凝器和给水加热器用的高级不锈钢焊管。在Daniel  SJanikowski的文件中,1591全面介绍了这种不锈钢焊管的制造工艺和质量检验要点。这对我国不锈钢小直径连续焊管工业向高端产品发展具有很高的参考价值。他曾任上海交通大学焊接教研室主任和上海焊接技术研究所所长所长。久立焊管研究所所长的何德孚教授从1979年开始研究不锈钢连续焊管的生产工艺和焊接技术。何德孚教授领导的团队为我国不锈钢焊管事业做出了突出贡献,也发表了大量有价值的科技文献,但仍有一些观点需要商榷。

根据上述研究人员的文献,他们的主要观点和结论是:

(1)凝汽器和换热器用不锈钢焊管的典型生产工艺为:1开带2成型浙江不锈钢管厂家3焊接4初步定径5内焊缝整平6外焊缝抛光7连续炉保护气氛下高温光亮退火热处理8最终定径矫直9涡流探伤10切割11测试12水下气密试验13清洗脱水14装箱。

何德孚认为,热处理后,定径和矫直会增加不锈钢管的硬度、强度和残余应力,而不锈钢管容易发生应力腐蚀。因此,热处理后不应重复调整尺寸和矫直。但是,由于温度较低,在冷凝器条件下不会发生应力腐蚀,因此可以在热处理后进行定径和矫直。否则,由于凝汽器用不锈钢焊管壁厚很薄,大多只有0.5毫米,热处理时容易变形,导致尺寸精度不合格,合格率大大降低。

(2)不锈钢带边缘的形状、尺寸和平滑度对不锈钢管焊缝的形状、尺寸和内部质量有很大影响。

(3)不锈钢管的焊接方法包括钨极氩弧焊、粉末冶金焊、HFRW焊和局部钨极氩弧焊。钨极氛弧焊也是pLJ非熔化极氛弧焊(TIG)。钨极氛弧焊是国内焊管制造商最常用的自动焊接技术之一。由于等离子焊接的高能量密度,焊接效率提高,焊缝成形更好。高频焊接的焊接速度极快,可达120米/分钟。然而,通过高频焊接焊接的不锈钢管耐腐蚀性差,不能普遍用于冷凝器和热交换器。激光能量密度高,熔化能量大,不锈钢管厂家焊管的焊接速度也很快,一般在20m/min以上,这是不锈钢焊管的发展方向。但是,对成型设备的要求特别高,仍然难以满足要求,工艺设备也不成熟

(4)填料金属通常不添加到冷凝器不锈钢焊接管的焊接中。这种焊管的焊缝通常需要进行冷加工和交货前热处理,以将焊缝的机械和耐腐蚀性恢复到原始母材状态。然而,试图匹配填充金属以使焊缝的性能与母体金属一致比直接焊接原始母体金属困难得多,并且焊接过程的复杂性也将增加很多。

(5)无论采用哪种焊管制造方法,如果焊缝或整个焊管不进行冷加工和热处理,焊缝的显微组织与母材有很大的不同,焊缝的耐蚀性和强韧性往往比母材差。因此,如何提高焊管材料的均匀性,即减少或消除焊缝区与母材在组织和性能上的差异,一直是提高焊管质量和扩大焊管应用范围的热点。

(6)冷凝器用不锈钢焊管,只要焊缝经过冷加工,焊管经过光亮退火热处理,就能更好地满足相应的技术要求。如果要进一步提高不锈钢焊接钟的质量,应采用深冷加工工艺。最终固溶退火热处理前壁厚减少35%以上的深冷加工奥氏体不锈钢焊管在焊缝区和母材之间具有更均匀的耐蚀性,将是不锈钢焊管生产中有前途的新产品。美国普利茅斯钢管有限公司对焊接后的不锈钢管进行冷拔。其产品广泛应用于对可靠性要求极高的核电站高压加热器。