L360QS/Incoloy825鎳基合金復(fù)合管的液壓脹合工藝

  雙金屬復(fù)合管由兩種不同的金屬管材構(gòu)成,,管層之間通過各種變形和連接技術(shù)形成緊密結(jié)合,,受外力作用時,內(nèi)外管材同時變形且界面不分離。外包覆的雙金屬管大量用于裝飾和結(jié)構(gòu)管用,,內(nèi)復(fù)合雙金屬管則主要用在防止有害介質(zhì)對管道的腐蝕等方面。與單一金屬管相比,,雙金屬復(fù)合管的基管滿足管道的設(shè)計應(yīng)力,,襯管滿足耐腐蝕或耐磨損等性能要求。由于其兼具了基層和復(fù)層材料各自的優(yōu)勢,,且節(jié)約了稀有貴重金屬的使用,,降低了生產(chǎn)成本,在石油,、化工,、核電、輕工和機械工程等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用,。

  按照復(fù)合管界面的結(jié)合方式,,雙金屬復(fù)合管可以分為機械型復(fù)合管和冶金型復(fù)合管,冶金復(fù)合工藝包括熱軋復(fù)合,、熱擠壓負荷,、爆炸焊接復(fù)合、離心鑄造復(fù)合等,,其工藝是熔合兩種金屬,,因此復(fù)合牢固、結(jié)合強度較高,,冷熱縮脹一致,,但由于其生產(chǎn)成本高、制作受設(shè)備限制,,產(chǎn)品規(guī)格有限,,因此應(yīng)用范圍有限。機械復(fù)合工藝包括液壓脹合,、旋壓復(fù)合等,,由于設(shè)備工藝比較簡單,、工序較少、生產(chǎn)成本較低,。

  液壓脹合工藝與其他工藝相比,,它具有脹合力均勻且容易確定和測量、易于對脹合過程進行力學(xué)分析和數(shù)值模擬等一系列優(yōu)點,,因此有著廣泛的開發(fā)前景和應(yīng)用價值,。但到目前為止,有關(guān)L360QS/Incoloy825鎳基合金的液壓脹合復(fù)合管的試驗研究還未見相關(guān)報道,??蒲泄ぷ髡咄ㄟ^對復(fù)合管的脹合原理進行分析,計算了L360QS/Incoloy825鎳基合金的脹合壓力,。試驗結(jié)果檢測復(fù)合管間的殘余接觸應(yīng)力滿足APISpec5LD的標(biāo)準(zhǔn)要求,。

  外管L360QS碳鋼管,長度600mm,,屈服強度530MPa,,伸長率25%,彈性模量260GPa,,泊松比0.3,,外徑219mm,壁厚10mm,;內(nèi)管825鎳基合金管,,長度5900mm,屈服強度410MPa,,伸長率49%,彈性模量195GPa,,泊松比0.3,,外徑196mm,壁厚2.5mm,。內(nèi)外管初始間隙2.0mm,。

  L360QS碳鋼管和Incoloy825鎳基合金的液壓脹合試驗按照同軸裝配-封焊內(nèi)外管間隙-封焊外管-焊接進出水接口-連接試驗設(shè)備-打壓-泄壓-檢測的過程進行。試驗結(jié)果表明:

 ?。?)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,。
 ?。?)采用全套靜水壓系統(tǒng)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,。
 ?。?)采用推出法測得管段長度為200,、50mm的L360QS/Incoloy825鎳基合金復(fù)合管分離時的最大結(jié)合力分別為86.2、20.01kN,,計算得到其內(nèi)外管間殘余接觸應(yīng)力分別為0.7,、0.65MPa,均大于API5LD的標(biāo)準(zhǔn)要求的0.2MPa,。