L360QS/Incoloy825鎳基合金復合管的液壓脹合工藝

  雙金(jin)(jin)屬(shu)復合(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)由兩種不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)材(cai)構(gou)成(cheng)(cheng),管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)層(ceng)(ceng)之間(jian)通(tong)過各(ge)種變形(xing)和連接技(ji)術(shu)形(xing)成(cheng)(cheng)緊密結合(he),受外(wai)力(li)作用時,內外(wai)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)材(cai)同時變形(xing)且界面(mian)不(bu)(bu)分(fen)離。外(wai)包(bao)覆的(de)(de)(de)雙金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)大量(liang)用于(yu)裝飾和結構(gou)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)用,內復合(he)雙金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)則主(zhu)要(yao)用在防止有(you)害(hai)介質(zhi)對管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)等(deng)方面(mian)。與單(dan)一金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)相比(bi),雙金(jin)(jin)屬(shu)復合(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)基管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)滿(man)足管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)(de)設計應(ying)(ying)力(li),襯管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)滿(man)足耐(nai)腐(fu)蝕(shi)或耐(nai)磨損等(deng)性能要(yao)求。由于(yu)其兼具了(le)基層(ceng)(ceng)和復層(ceng)(ceng)材(cai)料各(ge)自的(de)(de)(de)優勢,且節約了(le)稀有(you)貴(gui)重金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)使用,降低了(le)生產成(cheng)(cheng)本,在石油、化(hua)工(gong)、核(he)電、輕工(gong)和機械工(gong)程等(deng)行業有(you)著廣闊的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用。

  按照復(fu)(fu)合(he)管(guan)界面的結(jie)合(he)方式(shi),雙金(jin)屬復(fu)(fu)合(he)管(guan)可以(yi)分為機(ji)(ji)械型復(fu)(fu)合(he)管(guan)和冶金(jin)型復(fu)(fu)合(he)管(guan),冶金(jin)復(fu)(fu)合(he)工(gong)藝包(bao)括熱(re)(re)(re)軋復(fu)(fu)合(he)、熱(re)(re)(re)擠壓(ya)負荷、爆(bao)炸焊接復(fu)(fu)合(he)、離心鑄造復(fu)(fu)合(he)等,其工(gong)藝是熔合(he)兩種金(jin)屬,因此(ci)復(fu)(fu)合(he)牢(lao)固、結(jie)合(he)強度(du)較高,冷熱(re)(re)(re)縮脹一(yi)致,但由于其生產(chan)成本高、制(zhi)作受設備(bei)限制(zhi),產(chan)品規格有限,因此(ci)應(ying)用范圍有限。機(ji)(ji)械復(fu)(fu)合(he)工(gong)藝包(bao)括液壓(ya)脹合(he)、旋(xuan)壓(ya)復(fu)(fu)合(he)等,由于設備(bei)工(gong)藝比較簡單、工(gong)序較少(shao)、生產(chan)成本較低。

  液壓脹(zhang)(zhang)合(he)(he)(he)工(gong)藝與其他工(gong)藝相比,它具有脹(zhang)(zhang)合(he)(he)(he)力均勻且容易確定和(he)(he)測量、易于對(dui)(dui)脹(zhang)(zhang)合(he)(he)(he)過(guo)程進行力學分(fen)析和(he)(he)數(shu)值模擬等一系列(lie)優(you)點,因(yin)此有著廣泛的(de)開(kai)發前(qian)(qian)景(jing)和(he)(he)應(ying)用(yong)價(jia)值。但到目前(qian)(qian)為止,有關L360QS/Incoloy825鎳(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金的(de)液壓脹(zhang)(zhang)合(he)(he)(he)復合(he)(he)(he)管(guan)的(de)試(shi)驗(yan)研究還未見(jian)相關報道。科研工(gong)作者(zhe)通過(guo)對(dui)(dui)復合(he)(he)(he)管(guan)的(de)脹(zhang)(zhang)合(he)(he)(he)原理進行分(fen)析,計算了L360QS/Incoloy825鎳(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金的(de)脹(zhang)(zhang)合(he)(he)(he)壓力。試(shi)驗(yan)結(jie)果檢測復合(he)(he)(he)管(guan)間的(de)殘余(yu)接(jie)觸應(ying)力滿足APISpec5LD的(de)標準要求。

  外管(guan)L360QS碳(tan)鋼管(guan),長(chang)度(du)(du)600mm,屈服強度(du)(du)530MPa,伸(shen)長(chang)率25%,彈性模量260GPa,泊(bo)松(song)比(bi)0.3,外徑(jing)219mm,壁(bi)厚10mm;內管(guan)825鎳基合(he)金管(guan),長(chang)度(du)(du)5900mm,屈服強度(du)(du)410MPa,伸(shen)長(chang)率49%,彈性模量195GPa,泊(bo)松(song)比(bi)0.3,外徑(jing)196mm,壁(bi)厚2.5mm。內外管(guan)初(chu)始間(jian)隙2.0mm。

  L360QS碳鋼管和(he)Incoloy825鎳基合金的液壓脹合試(shi)驗按(an)照同軸裝配-封焊(han)內外管間隙-封焊(han)外管-焊(han)接進出水接口-連接試(shi)驗設備-打壓-泄壓-檢測的過(guo)程進行。試(shi)驗結果表(biao)明(ming):

  (1)通過對液壓脹合原理進行分析,計算得到了L360QS/Incoloy825鎳基合金管的最小脹合壓力Pimin為49.10MPa,最大脹合壓力Pimax為57.42MPa。
  (2)采用全套靜水壓系統對L360QS/Incoloy825鎳基合金管成功地進行了液壓脹合試驗,脹合壓力值為57MPa。
  (3)采(cai)用推出法測得(de)管(guan)段長度(du)為(wei)200、50mm的(de)(de)L360QS/Incoloy825鎳基(ji)合金復合管(guan)分(fen)(fen)(fen)離時(shi)的(de)(de)最大(da)結合力(li)分(fen)(fen)(fen)別為(wei)86.2、20.01kN,計算得(de)到其內外管(guan)間殘余接觸應力(li)分(fen)(fen)(fen)別為(wei)0.7、0.65MPa,均(jun)大(da)于API5LD的(de)(de)標(biao)準要求的(de)(de)0.2MPa。