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雙金屬復合管由兩種不同金屬材料構成,管層之間通過各種變形和連接技術形成緊密結合,從而使兩種材料結合成一體而制成的一種新型金屬復合管材。其一般設計原則是基材滿足管道設計許用應力,復層抵抗腐蝕或磨損等。雙金屬復合管兼有基層和復層的所有優點,相對于整體合金管能有效降低成本,而且在對整體合金管具有應力腐蝕開裂敏感性的氯化物和(或) 酸性環境中復合管可以提高性和可靠性。隨著工業技術的發展,環境介質的復雜化,以及競爭的加劇,許多行業對金屬管材綜合性能的要求越來越高,因而雙金屬復合管及其生產技術得到迅速發展。
對于強腐蝕、高磨損、高工作壓力環境下使用的流體管道,通常采用高品質的不銹鋼或高合金含量的無縫鋼管,這類管材由于大量添加合金元素,其價格是一般普通無縫鋼管的幾倍或幾十倍。多年來,管材用戶和生產商一直在努力尋求通過不同金屬的復合,從而獲得一種既能滿足苛刻的使用環境,又價廉物美的高性能復合管材。
內襯不銹鋼復合鋼管執行城鎮建設行業標準CJ/T192-2004,是在鋼管內壁復合薄壁不銹鋼管,這種雙金屬復合鋼管大大提高鋼管在輸水、輸熱水、輸煤氣、輸天然氣、輸油過程中的耐腐蝕性能,表面光滑,流體阻力小,又保留了鋼管機械強度高,可采用焊接、溝漕、螺紋連接,密封性好的優點,克服了鍍鋅鋼管易腐蝕,采用熱熔連接的塑料管易漏水和老化的缺陷,是輸氣、輸水、輸油鋼管的升級換代的理想產品。
不生垢、不結瘤、耐腐蝕在鋼管內復合薄壁不銹鋼管,不銹鋼管的材質為“GB12771-2000流體輸送用不銹鋼焊接鋼管”規定的0Cr18Ni9(美國標準為AISI304),由于鋼中含有18%的鉻,在使用過程中管道內壁形成一層極薄的氧化鉻薄膜,該薄膜阻止金屬繼續氧化,故不銹鋼有很強的耐腐蝕性能,不僅能承受水和空氣的腐蝕,而且可以承受弱酸弱堿的腐蝕。內復不銹鋼管的厚度有0.4-1.2毫米,而鍍鋅鋼管的鍍鋅層厚度僅為0.07毫米,厚度相差5.7-17倍,不銹鋼的耐腐蝕性和致密性又強于鍍鋅鋼管鍍鋅層。所以,內襯不銹鋼復合鋼管在使用過程中不用擔心因內壁銹蝕產生結垢、結瘤而使內孔縮小。
復合管的熱成型法:熱成型制造工藝包括熱軋和熱擠壓兩種方法,前者主要適用于有縫復合管的生產,后者適用于無縫復合管的生產。
軋制是一種傳統的制備復合金屬的方法。熱軋復合實質上屬于壓力焊,如果變形量足夠大,軋輥施加的壓力就會破壞金屬表面的氧化膜,使表面達到原子接觸,從而使兩表面焊在一起。軋制的優缺點分別為:
優點:生產率高、質量好、成本低,并可大量節省金屬材料的損耗,因此是目前應用極為廣泛的復合材料生產技術。軋制結合的復合板占復合板總產量的90%,而且經常應用于壁厚小于32mm的管材的加工。
缺點:一次性投資大,而且很多材料組合不能通過軋制復合實現。目前應用廣泛的還是利用軋制工藝進行碳鋼、不銹鋼有縫復合管的制造。
不銹鋼復合管欄桿由不銹鋼和碳素結構鋼兩種金屬材料采用無損壓力同步復合成的新材料,兼具不銹鋼抗腐蝕耐磨和卓越美麗的外表,以及碳素鋼良好的抗彎強度及抗沖擊性。符合節能及普及的原則。不銹鋼復合管欄桿于2002年標準GB/T18704-2002正式頒布,從材料質量選擇,檢驗等方面都有了一整套嚴格規范的管理,由于外表美觀、價格低廉等優點,現已廣泛用于橋梁護欄,裝飾裝潢,車輛附件,輸送輥輪,紡機配件等領域。
不銹鋼是一種具有較強的抗腐蝕、銹化的新型鋼材,一般是由普通鋼材表面經過鍍鋅處理得來的,而由各種類型的不銹鋼制成的鋼管就是不銹鋼鋼管。不銹鋼復合管欄桿。顧名思義,就是一種周邊無接縫的不銹鋼鋼管,它也是不銹鋼鋼管中的一種。不銹鋼復合管欄桿有厚壁和薄壁量種類型,其中薄壁不銹鋼復合管欄桿的生產工藝比較復雜,其價格也相對比較高,而壁越厚的不銹鋼復合管欄桿其生產成本就越低。
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復合管的離心鑄造和離心鋁熱劑法:離心鑄造是為適應海洋油氣生產而開發的,適用于制造內襯金屬熔點低于外層金屬熔點的復合管。襯層和基體均采用液態金屬。將制外管的鋼液引入一旋轉金屬模,在外管凝固過程中監測管內溫度。當外管凝固并達到一定溫度時,澆入耐蝕合金等內層金屬。通過控制鑄造條件,可以生產出牢固的冶金結合的雙金屬復合管。
當應用液態金屬進行表面堆敷時,采用離心技術可復合層容易出現的氣孔和夾雜。這時,熔化金屬中密度低的渣、雜質和氣體上升到表面,而較重的金屬成分下沉,在管壁上形成一致密層,從而提高熔敷質量和再現性。因此其優缺點分別為:
優點:界面實現冶金結合,致密度高,排渣、排氣性好。
缺點:若沒有其后的熱變形,僅限于鑄態使用,其粗大的鑄態組織導致各層金屬的力學性能不能充分發揮。另外,該方法不能生產外層為輕合金的復合鋼管。
離心鋁熱法也稱為shs—離心法,shs是self propagating high temperature synthesis的縮寫。離心鋁熱法的實質是在離心力場中引起鋁熱反應,所謂鋁熱反應就是金屬鋁粉和其他金屬氧化物粉末均勻的混合在一起, 通過點燃而發生的非常迅速的放熱反應(mo+al→m+al2o3+q)。反應絕熱溫度可接近3000k,因此產物都處于液態,在離心力作用下,比重大的產物如fe、cr、ni等集中在靠近碳鋼鋼管內壁處,形成內襯金屬層;al2o3形成內層殘渣,通過機械方法除去,則制備出雙金屬復合鋼管。
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