冷加工对不锈钢钢管耐蚀性的损害及其控制

分析了冷加工对不锈钢钢管耐蚀性损害的原因及相关要素,强调固溶或退火热处理对不锈钢无缝钢管的必要性,同时纠正了其耐蚀性或耐热性必然优于焊接钢管的错误认识;讨论了控制冷加工变形量的意义,并以欧美标准为例介绍了控制原则和方法,其中包括是否要作消除应力热处理,热处理的方法,以及一种由扭曲管构成的热交换器新结构。

ASME SA/SB XYZ和ASTM A/B XYZ同数字编号不锈钢钢管标准的差异分析及启示

ASME SA/SB XYZ不锈钢钢管标准是以ASTM A/B XYZ同数字编码不锈钢钢管标准为基础审定后列编在ASME B&PVC材料篇中的材料选材标准。除了奥氏体不锈钢钢管ASME SA/SB XYZ对ASTM A/B XYZ有个别条款修改外,两者是基本或完全等同的。而ASME SA/SB对ASTM A/B同数字编码奥氏体不锈钢钢管标准的修改主要是针对H级不锈钢钢管的热处理要求及操作细节。列举了两种标准的差异条款的细节及要点,讨论了其缘由或背景,提出了启示和疑惑。

不锈钢管制造及使用过程中的酸洗和钝化

简要介绍了不锈钢管表面钝化膜的生成及保护措施,分析了不锈钢管表面钝化处理的方法、选择方式和注意事项。分析表明,局部污损是造成不锈钢腐蚀的基本诱因,合理地除氧化皮酸洗或其他表面除污钝化处理是必须的,但酸洗过程中必须严格控制浸泡时间,酸洗时间过长容易导致霜冻状毛面,甚至出现孔蚀现象;不锈钢管表面刷漆并不是有效的防腐方式,相反有可能会加速不锈钢管的局部腐蚀。

不锈钢管的外观/表面质量和目测检验(上)

为了促进不锈钢焊管和无缝钢管制造质量的进一步提升,减少工贸争议发生,从比较欧、美、日不锈钢管标准中有关条款的细节差异及发展入手,分析了钢管制造方法对表面质量的影响,特别是塑性变形不均匀或局部化,退火过程即再结晶对表面织构及瑕疵的不良影响。讨论了冷精整,即光拔或光轧、酸洗、目测及修整工序的重要性及掌控细节。提出了直道等可目测到表面瑕疵都应该列为不锈钢管的一致性修整要求,金相试验不能用于不锈钢管耐腐蚀性及表面质量的评估,以弥补现有标准的不足。

C+N共控时代普通奥氏体不锈钢管性能控制——中外不锈钢管标准细节比较研究之五

普通CrNi(304)、CrNiMo(316)奥氏体不锈钢可因C和N含量不同派生出许多钢种。生产应用及研究表明,N比C更有益,且有效地控制这类奥氏体不锈钢的力学、加工及耐蚀性能;但C的有益作用亦不能完全排除,C+N共存的间隙固溶控制是这些不锈钢管性能控制的基本特征和途径,它不仅使TP304L/316L钢管的强度达到TP304/316的要求并使塑性和韧性不受影响,而且在多数场合下可以用标准规定的Cr,Ni下限制造焊管和无缝管,从而取得尽可能高的成本效益。

不锈钢管的外观／表面质量和目测检验(下)

为了促进不锈钢焊管和无缝钢管制造质量的进一步提升,减少工贸争议发生,从比较欧、美、日不锈钢管标准中有关条款的细节差异及发展入手,分析了钢管制造方法对表面质量的影响,特别是塑性变形不均匀或局部化,退火过程即再结晶对表面织构及瑕疵的不良影响。讨论了冷精整(即光拔或光轧)、酸洗、目测及修整工序的重要性及掌控细节。提出了直道等可目测到表面瑕疵都应该列为不锈钢管的一致性修整要求,金相试验不能用于不锈钢管耐腐蚀性及表面质量的评估,以弥补现有标准的不足。

对ASTM 1016/A1016M—2011a标准的三个疑问及探讨——中外不锈钢管标准细节比较研究之四

对ASTM1016/A1016M—2011a标准所涉奥氏体不锈钢高频感应焊管方法、不锈钢管化学成分所含非规定合金元素及钢管扩口试验要求指标条款提出了疑问,并结合相关背景材料或欧洲标准进行了分析讨论。指出奥氏体不锈钢高频焊接至今仍是不成熟的生产技术,和值得关注的有关不锈钢化学成分中所含非规定元素的一些新认识,包括Cr-Mo钢管在内的扩口试验合理指标。

Cr-Mo钢管性能和制造质量控制要求评述(续)

低合金Cr-Mo钢具有良好的高温强度、抗蠕变、抗氧化及耐腐蚀等综合性能,是石油工业及发电设备中高温高压管道和锅炉用钢的首选钢种。此类钢管服役条件苛刻,制造质量控制要求很高,稍有不慎可能造成使用中的灾难性事故。针对Cr-Mo钢管在工程应用中的重要性,介绍了CrMo钢的成分设计、组织性能特征、蠕变强化和劣化、成形加工的影响、焊接性和剩余寿命评估等,并对其制造质量控制要求进行了评述。文章指出, Cr-Mo钢的化学成分特点决定了其具有高的可淬硬性和优良高温力学性能,但也造成其加工性能和焊接性能的变差。Cr-Mo钢焊接裂纹敏感性较高,特别是高温长时间服役中蠕变过程引起的焊接热影响区临界区的孔洞型劣化,是Cr-Mo钢管工程化应用的致命弱点。因此,防止和延缓这一劣化过程应该成为Cr-Mo钢管成分设计和加工过程质量控制的研究重点。

Cr-Mo钢管性能和制造质量控制要求评述

低合金Cr-Mo钢具有良好的高温强度、抗蠕变、抗氧化及耐腐蚀等综合性能,是石油工业及发电设备中高温高压管道和锅炉用钢的首选钢种。此类钢管服役条件苛刻,制造质量控制要求很高,稍有不慎可能造成使用中的灾难性事故。针对Cr-Mo钢管在工程应用中的重要性,介绍了CrMo钢的成分设计、组织性能特征、蠕变强化和劣化、成形加工的影响、焊接性和剩余寿命评估等,并对其制造质量控制要求进行了评述。文章指出, Cr-Mo钢的化学成分特点决定了其具有高的可淬硬性和优良高温力学性能,但也造成其加工性能和焊接性能变差。Cr-Mo钢焊接裂纹敏感性较高,特别是高温长时间服役中蠕变过程引起的焊接热影响区临界区的孔洞型劣化,是Cr-Mo钢管工程化应用的致命弱点。因此,防止和延缓这一劣化过程应该成为Cr-Mo钢管成分设计和加工过程质量控制的研究重点。

Cr-Mo钢管性能和制造质量控制要求评述(续)

低合金Cr-Mo钢具有良好的高温强度、抗蠕变、抗氧化及耐腐蚀等综合性能,是石油工业及发电设备中高温高压管道和锅炉用钢的首选钢种。此类钢管服役条件苛刻,制造质量控制要求很高,稍有不慎可能造成使用中的灾难性事故。针对Cr-Mo钢管在工程应用中的重要性,介绍了CrMo钢的成分设计、组织性能特征、蠕变强化和劣化、成形加工的影响、焊接性和剩余寿命评估等,并对其制造质量控制要求进行了评述。文章指出, Cr-Mo钢的化学成分特点决定了其具有高的可淬硬性和优良高温力学性能,但也造成其加工性能和焊接性能变差。Cr-Mo钢焊接裂纹敏感性较高,特别是高温长时间服役中蠕变过程引起的焊接热影响区临界区的孔洞型劣化,是Cr-Mo钢管工程化应用的致命弱点。因此,防止和延缓这一劣化过程应该成为Cr-Mo钢管成分设计和加工过程质量控制的研究重点。

不锈钢弯管的皱波问题及其预防措施(下)

为了预防不锈钢管冷弯时出现皱波的问题,首先从管件制造标准化角度考察和评估了冷弯方法的优点及其合理应用范围,然后通过两个典型案例分析了冷弯时发生皱波的"薄"壁条件和影响因素。分析指出,皱波的实质是拱腹压缩塑性变形区的"压杆"失稳屈折现象。依据钢管to/do和Ro/do决定的弯管"薄"壁度,合理设置芯棒型式模具加工精度和安装"间隙",从力学上增强"压杆"抗压稳定度,是预防皱波的必要保障。不锈钢管制造标准允许的to和do公差带往往大于"薄"壁弯管所必须的模具间隙,有时会在小批量多品种规格不锈钢弯管时产生皱波,但只要把握"薄"壁度,重视芯棒结构、模具间隙及弯管参数的合理调整,不锈钢冷弯管时的皱波问题是可以解决的。

不锈钢弯管的皱波问题及其预防措施(上)

为了预防不锈钢冷弯管时出现的皱波问题,首先从管件制造标准化角度考察和评估了冷弯方法的优点及其合理的应用范围,然后分析了不锈钢冷弯时发生皱波的"薄"壁条件、影响因素,并通过两个典型案例进行了分析。分析指出,皱波的实质是拱腹压缩塑性变形区的"压杆"失稳屈折现象。依据钢管的t_o/d_o和R_o/d_o决定的弯管"薄"壁度,合理设置芯棒型式及其他模具加工和安装精度确定的"间隙",以从力学上增强"压杆"抗压稳定度,这是预防皱波的必要保障。不锈钢管制造标准允许的t_o和d_o公差带往往大于"薄"壁弯管所必须的模具间隙,有时会在小批量多品种规格不锈钢弯管时产生皱波,但只要把握"薄"壁度,重视芯棒结构,模具间隙及弯管参数的合理调整,不锈钢冷弯管时的皱波问题是可以解决的。

双相不锈钢钢管性能控制的新途径——亚稳界分解热处理(上)

475℃脆化限定了铁素体不锈钢管及双相不锈钢管只能在280℃以下温度服役,富Cr的α′铁素体析出并最终造成贫Cr的α″铁素体强度和硬度增加,但耐蚀性劣化是公认的事实。然而近期研究揭示,280~500℃短时时效并不损害双相不锈钢铁素体区的耐蚀性,这种称为亚稳界分解热处理的工艺可能成为既达到强化又优化耐蚀性的附加热处理方法。简要介绍了高Cr铁素体不锈钢的475℃脆化以及析出分解和亚稳界分解的本质区别,同时讨论了双相不锈钢亚稳界分解热处理的原理及其作为一种新型合金制造方法的应用。

双相不锈钢管性能控制的新途径——亚稳界分解热处理(下)

475℃脆化限定了铁素体不锈钢钢管及双相不锈钢钢管只能在280℃以下温度服役,富Cr的α′铁素体析出并最终造成贫Cr的α″铁素体强度和硬度增加,但耐蚀性劣化是公认的事实。然而近期研究揭示,280~500℃短时时效并不损害双相不锈钢铁素体区的耐蚀性,这种称为亚稳界分解热处理的工艺可能成为既达到强化又优化耐蚀性的附加热处理方法。简要介绍了高Cr铁素体不锈钢的475℃脆化以及析出分解和亚稳界分解的本质区别,同时讨论了双相不锈钢亚稳界分解热处理的原理及其作为一种新型合金制造方法的应用。