20#钢管寿命的影响因素及控制方法
20#钢管的早期失效形式,主要有:破裂、塑性变形、磨损、腐蚀、疲劳在正常条件下主要是接触疲劳主要内在影响因素:硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性、内应力状态(服役条件之外)
1. 淬火钢中的马氏体
高碳铬钢原始组织:粒状珠光体
淬火+低温回火:淬火马氏体 M中含碳量,明显影响钢的力学性能
GCr15钢淬火M含碳量为0.5%~0.56% 可获得抗失效能力**强的综合力学性能。
M:隐晶马氏体,测得的含碳量是平均含碳量。
2. 淬火钢中的残留奥氏体
高碳铬钢经正常淬火后,可含有8%~20%Ar(残留奥氏体)。
轴承零件中的Ar有利也有弊,Ar含量应适当。
Ar%↑ 硬度、接触疲劳寿命均随之而增加,达到峰值后又随之而降低Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下,20#钢管如果自发转变为马氏体,将使钢的韧性急剧降低而脆化。
轴承受载较小时:Ar发生少量变形,既消减了应力峰,又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化,Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小轴承受载较大时:Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂,从而使寿命降低
3.淬火钢中的未溶碳化物
淬火钢中未溶碳化物的数量、我国经济运行中的积极因素将开始显现形貌、大小、分布受钢的化学成分和淬火前原始组织的影响受奥氏体化条件的影响。
承载时(特别是碳化物呈非球形)与基体引起应力集中而产生裂纹,从而会降低韧性和疲劳抗力。
淬火未溶碳化物影响钢的性能
影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布,从而对钢的性能产生附加影响。
淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。
轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的 耐磨性 获得细晶粒隐晶马氏体要求未溶碳化物少(数量少)、小(尺寸小)、匀(大小彼此相差很小,而且分布均匀)、圆(每粒碳化物皆呈球形)。
适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。
4.淬火回火后的残留应力
轴承零件经淬火低温回火后,仍具有较大的内应力。
表面残留压应力的增大,疲劳强度随之增高(过大的残留应力可能引起零件的变形)表面残留内应力为拉应力时,则使疲劳强度降低。
5.钢的杂质含量
杂质:非金属夹杂物 有害元素(酸溶)如氧含量越高,氧化物夹杂物就越多钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型、性质、数量、大小及形状有关通常都有降低韧性、塑性和疲劳寿命的作用对于在高应力下工作的轴承零件,必须降低制造用钢的含氧量例外:钢中的MnS夹杂物因形状呈椭球状能够包裹危害较大的氧化物夹杂对疲劳寿命降低影响较小甚至还可能有益。
不锈钢打底焊采用的几种办法
不锈钢打底焊通常采用TIG工艺,依据现场的实践状况,我们可采用以下四种办法停止打底焊。
①反面采用堵板停止封堵通气维护的办法;
②只采用可溶性纸或采用可溶性纸与堵板相分离停止封堵通气维护的办法;
③采用药芯焊丝打底TIG焊。
④采用药皮焊丝(自维护焊丝)打底TIG焊。
1.反面采用堵板停止封堵通气维护的办法(即实芯焊丝+TIG)
不锈钢管道预制时,焊口通常可停止转动焊接,通气十分容易,这时通常采用堵板对管道内焊口两侧停止封堵通气停止维护的办法停止打底焊(见图表一),同时外侧用胶粘布停止封堵。
焊接时,应采用提早通气,滞后停气的工艺,外侧胶粘布边焊边撕去,由于堵板为胶皮与白铁皮组成,不易损坏,所以这种焊接办法能很好的保证焊缝内侧充溢氩气及保证其纯度,从而有效地保证焊缝内侧金属不被氧化,保证了焊缝打底焊的质量。
2.只采用可溶性纸或采用可溶性纸与堵板相分离停止封堵通气维护的办法(即实芯焊丝+TIG+水溶性纸)
不锈钢管道固定口装置焊接时,内侧通气比拟艰难,有的一侧较易停止封堵,在这种状况下,可采用水溶性纸+堵板停止封堵。即易通气、好撤除的一侧用堵板停止封堵,不易通气、不好撤除堵板的一侧用水溶性纸停止封堵,同时外侧用胶粘布粘贴焊缝停止封堵(见图表二)。
不锈钢固定口焊接时,在很多状况下会呈现焊缝两侧都无法通气,这时如何保证焊缝内侧充氩维护就成为了一个难题,在现场实践施工中,我们采用焊缝两侧用水溶性纸停止封堵,从焊缝中心通气、外侧用胶粘布粘贴停止封堵的办法(见图表三),胜利的处理了上述难题。
采用水溶性纸封堵通气时,由于从焊缝中心通气,因而在 的封口环节,应疾速拔掉通气管,应用里面的剩余氩气停止维护,快速打完底,封好口。
采用这种办法,应留意水溶性纸应采用双层的,一定要粘贴好,否则容易形成水溶性纸损坏、零落而使内侧焊缝失去氩气的维护,产生氧化,招致焊口割开重新施焊,既保证不了焊接质量,又严重影响了工期,因而焊接以前应严厉检查,粘贴好水溶性纸。
在很多施工现场,我们都采用了此种焊接办法停止打底,其质量能得到有效的保证,同时也有一定的施工难度,因而应选用认真、技术纯熟的焊工担任此项工作。
3.反面不停止通氩气维护,采用药芯焊丝+TIG工艺
该办法在我国应用已有数年,现已消费出E308T1-1、E308LT1-1、E309T1-1、E309LT1-1、347T1-1、E316T1-1、E316LT1-1等药芯焊丝,并已应用于现场的焊接,获得了较好的经济效益。
由于反面不充氩,其优点显而易见,主要表现为、烦琐、本钱低,适合于施工现场装置。但药芯焊丝由于其构造特性,操作时对焊工的请求较高,其送丝速度快,送丝度请求高,控制有一定难度,焊工应经特地培训,技术纯熟前方可参与焊接,在南京扬巴及国外工地,我们应用此办法,胜利地处理了碰头口、返修口无法通氩气的问题。
4.反面不停止通氩气维护,采用药皮焊丝(自维护药芯焊丝)+TIG工艺
20世纪90年代,日本的神钢等公司研制出了打底焊丝,近年来,我国也已研制开发出了不锈钢打底焊丝(即药皮焊丝,如TGF308、TGF308L、TGF309、TGF316L、TGF347等),并应用于实践施工中,获得了良好的效果,在乌石化扩能改造项目我们就胜利的运用了此办法。
不锈钢打底焊丝+TIG工艺的维护机理是反面焊缝应用焊丝凝结产生的熔渣和其合金元素的冶金反响来停止维护,正面焊缝依托氩气、渣和合金元素停止维护。
采用此种工艺,应留意以下操作要点:焊接过程中,焊把、焊丝、焊件之间坚持正确的夹角,理想的焊把喷嘴后倾角为70°—80°,焊丝与焊件外表夹角为15°—20°;正确控制熔池温度,经过改动焊把与焊件的夹角、改动焊接速度等来改动熔池温度,从而保证焊缝成形美观(宽窄分歧、不呈现内凹、过凸等缺陷);
操作时,电流应比焊实芯焊丝时稍大,焊把应稍作摆动,以使铁水和凝结的药皮加速别离,便于察看熔池和控制能否焊透;填充焊丝时, 送到熔池的1/2处,并向内稍压一下,以此手法来保证根部焊透、并避免呈现内凹;
焊接过程中,焊丝应有规则的送入、取出,并保证焊丝一直处于氩气的维护下,以免焊丝端部被氧化,影响焊接质量;留意起弧、收弧处的焊接质量,起弧处应将点焊处打磨成45°缓坡,收弧时应留意产生弧坑、缩孔等缺陷。
采用药皮焊丝打底焊,焊缝内部不用通氩气,焊工操作起来烦琐、快捷,具有、低本钱的特性,同时也能很好地保证焊接质量(在乌石化扩能改造项目,我们采用此法焊接碰头口、返修口共28道,焊接一次透视合格率),值得我们推行运用。
上面四种不锈钢打底焊办法各有优缺陷,在实践施工中,我们应依据现场的详细条件,既要思索施工本钱的上下,又要思索焊接质量及施工进度,合理地选择施工工艺
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不锈钢异型管的着色性能
不锈钢异型管外表着色后经化学处置后构成的外表着色膜存在大量细孔,膜疏松不结实,极易被磨损,所以必需停止后处置。后处置的目的是填充氧化膜孔隙,
并加固氧化膜层以进步膜的耐磨性、耐蚀性和耐污性。因而,不锈钢异型管外表经过着色工艺处置后具有六大性能,详细引见如下:
一、耐蚀性。不锈钢异型管外表着色后具有良好的耐蚀性,主要缘由是:首先,不锈钢异型管外表彩色膜含有与其钝化膜相同的成分,但厚得多,所以耐蚀性
远比普通不锈钢好;其次,着色后的不锈钢异型管在固膜处置后,有大量3价铬堆积于着色膜孔内,使着色膜中的铬/铁比远高于基体金属中的比值,故彩色不锈钢
耐蚀性远比非着色不锈钢优越。
二、耐热性。在沸水中浸渍28天,在150℃枯燥条件下暴露5个星期,在200℃枯燥条件下暴露3个星期,在200℃以下长期暴露,加热到300℃,彩色不锈钢异
型管的色泽均无变化,其它性能如外表膜的粘附性等也无明显变化。
三、光学性能。着色后的不锈钢异型管外表颜色是其外表反射光与经过外表透明膜的折射光的干预光。由于受不锈钢异型管固有金属色泽的影响,只能显现蓝、
黄、红、绿4种根本色,加上中间色共有十几种色,不能呈现光谱色中任何1种颜色。镜面抛光和非镜面抛光的不锈钢异型管均能取得富有光泽的鲜艳颜色、温和的长
期经紫外线映照也不变色的彩色,光学性能经久不变。
四、加工成型性。彩色不锈钢异型管可接受普通模压加工、深延、弯曲等加工,硬化加工,停止180°弯曲实验和冲深8mm的杯突实验,均呈现出良好的可加工性,
外表膜无损伤。但是大变形量会损伤着色膜,使其色泽变坏,因而,着色后的不锈钢异型管外表在加工时 采用聚乙烯塑料薄板加以维护。
五、抗磨性和抗刻划性。着色处置后的硬化处置,会使其外表着色膜的抗磨性和抗刻划性大大进步。外表着色膜能禁受负荷500g的橡皮200次以上的摩擦(不擦穿),
能经得住50~120g负荷的钢针刻划(不划穿),能禁受888转摩擦露底时间12min。
六、外表耐擦洗性。着色后的不锈钢异型管外表感染指纹、油渍或污垢后,会损伤其外观,宜采用软布渗透中性水溶性洗濯剂擦洗,很易恢复;采用有机溶剂如汽油、
丙酮等擦洗外表污垢时,虽对外表色泽不会产生不良影响,但有机溶剂挥发会在不锈钢异型管外表留下污垢痕迹;忌讳运用对外表有磨损的去污粉或不锈钢丝球擦洗,由于
这种做法不只会损伤外表氧化膜,以至还会将色膜擦掉。