高压合金管

一种能够逞受压力的管子

高压合金管是一种能够承受压力的管子，利用此管来输送液体，气体，它的种类很多，有钢管，铜管，不锈钢管等。

简介

高压合金管是一种能够逞受压力的管子，利用此管来输送液体，它的种类很多，有钢管，铜管，不锈钢管，及其它等等。

高压合金管：主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢无缝钢管、这些锅炉管经党处于高温和高压下工作、管子在高温烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀，因此要求钢管有高的持久强度、高的抗氧化性能，并具有良好的组织稳定性，采用钢号有：优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG；合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等；有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高压管除保证化学成分和机械性能外，要逐根做水压试验，要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。

地质钻探及石油钻控用无缝钢管；为探明地下岩层结构、地下水、石油、天然气及矿产资源情况，利用钻机打井。石油、天然气开采更离不开打井，地质钻控用石油钻探用无缝钢管是钻井的主要器材，主要包括岩芯外管、岩芯内管、套管、钻杆等。由于钻探用管要深入到几千米地层深度工作，工作条件极为复杂，钻杆承受拉、压、弯曲、扭转和不均衡冲击载荷等应力作用，还要受到泥浆、岩石磨损，因此，要求管材必须具有足够的强度、硬度、耐磨性和冲击韧性，钢管用钢用“DZ”（地质的汉语拼音字头）加数字一代表钢屈服点表示，常用的钢号有DZ45的45MnB、50Mn；DZ50的40Mn2、40Mn2Si；DZ55的40Mn2Mo、40MnVB；DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。

钢管都以热处理状态交货。石油裂化管：用于石油炼厂的炉管、热交换器管和管道用无缝管。

常用优质碳素钢（10、20）、合金钢（12CrMo、15CrMo）、耐热钢（12Cr2Mo、15Cr5Mo）、不锈钢（1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti）制造。钢管除得证化学成分和各种机械性能外，还要保证水压、压扁、扩口等试验，及表面质量和无损检验。钢管在热处理状态下交货。

不锈钢管：用各种不锈钢热轧，冷轧的不锈钢管，广泛应用于石油、化工设备管道和各种用途的不锈钢结构零件，除应保证化学成分和机械性能，凡用作承受流体压力的钢管要保证水压试验合格。各种专用钢管要按规定保证条件。

生产流程

高压合金管的主要生产流程：管坯及坯加热、管坯的穿孔、钢管的延伸。

高压合金管的轧制、钢管定径与减径、钢管的冷却和精整或者可以说是钢胚的加热穿孔热扎酸洗冷拔碳烧切头喷标包装成品一种无缝钢管的制造方法，其特征在于：设置将具有多个轧辊的轧制机座、以互相不同的轧制方向连续配置多台的芯棒式无缝管轧机，在这样的制造生产线上对无缝钢管进行轧制后，在多点上测定轧制后的钢管圆周方向上的壁厚，根据其测定结果，至少分别控制芯棒式无缝管轧机的最终轧制机座上的轧辊各个轴的两端位置，以便使壁厚不均达到最小。

一般合金管，高压合金管简称无缝钢管，用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造，用于制作输送液体管道或制作结构、零件用。

高压管按外径和壁厚度供货，在同一外径下有多种壁厚，高压管承受的压力范围较大。

通常钢管长度，热轧管为3-12.5m，冷拔（轧）管为1.5-9m。

高压合金管概况

高压合金管规格：16*3-480*50

高压合金管标准：

GB3087 —— 中国国家标准GB5310 —— 中国国家标准

ASME SA210 —— 美国锅炉及压力容器规范

ASME SA213 —— 美国锅炉及压力容器规范

DIN17175 —— 联邦德国工业标准

用途

用于低中压锅炉（工作压力一般不大于5.88Mpa，工作温度在450℃以下）的受热面管子；用于高压锅炉（工作压力一般在9.8Mpa以上，工作温度在450℃～650℃之间）的受热面管子、省煤器、过热器、再热器、石化工业用管等

牌号

15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、10Cr9Mo1VNb、SA210A1、SA210C、SA213 T11、SA213 T12、SA213 T22、SA213 T23、SA213 T91、SA213 T92、ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10CrMo910等

缺点分析

12Cr1MoVG高压合金管热变形应用

由于变形温度高，12Cr1MoVG高压合金管的变形抗力小，塑性好，有利于加工成形，生产效率高，所以热变形是12Cr1MoVG高压合金管塑性加工的主要方法，经常采用的热变形方法有轧制、锻造和挤压等。12Cr1MoVG高压合金管的热变形通常都限制在加工过程的初期，这时，坯料尺寸大，对12Cr1MoVG高压合金管尺寸精度的要求也较宽。很多产品因随后还要进行冷变形，工件表面质量和尺寸精度会得到进一步的改善。对于铸锭进行初期的热变形，在总变形量达到75%以上时，因热变形作用而引起的再结晶，能完全消除原始的铸态组织，形成均匀而细小的晶粒，使12Cr1MoVG高压合金管的塑性得到提高，有利于后继的热变形或冷变形。12Cr1MoVG高压合金管中所含杂质，尤其是有害的硬脆非金属夹杂物，经过多次热变形而细化，并且分布更均匀。再者，压应力在多数热变形中占优势，它可使锭坯中的小裂纹、气泡或疏松等得到焊合，使变形后的材料变得更为坚实。

12Cr1MoVG高压合金管热变形缺点

热变形的缺点是：预先加热12Cr1MoVG高压合金管耗能大、费用高，有时还需要多次重新加热(如锻造)，以便保持12Cr1MoVG高压合金管能在合适的温度范围内进行热加工；大尺寸坯料的均匀加热也较困难；由此产生的坯料力学性能的差异和变形状态的不均一；坯料在高温下长时加热产生的烧损也影响材料的成材率；金属氧化引起表面化学成分的偏析和脆化，也是造成热变形产品表面质量不佳以及裂纹、破损的根源之一。

随着变形应力与高温的联合作用，使12Cr1MoVG高压合金管的磨损和变形增大，坚硬的氧化铁皮的摩擦作用更加剧了工具磨损。在较小的循环应力长期作用下，热疲劳也是造成工具过早报废的原因。因此，12Cr1MoVG高压合金管热变形产品的成本中，模具费用所占比重是很大的。

热处理缺陷

高压合金管经热处理后常见的质量缺陷有：淬火显微组织过热、欠热、淬火裂纹、硬度不够、热处理变形、表面脱碳、软点等，’它们对高压合金管的使用寿命和精度具有重要的影响，分析芄产生的原因，对于指导热处理过程和预防有重要的作用。

【1】过热

从高压合金管粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热情况。但i 要确切判断其过热的程度，必须观察显微组织。如果GCrl5钢的淬火组织中出现粗针状马氏体，则为淬火过热组织。形成原因可是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热；也可肖巨是因原始组织带状碳化物严重，在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大，造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，钢的晶体粗大·会导致高压合金管的核J 性下降·抗冲击性能降低，高压合金管的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。

【2】欠热

淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使零件的硬度下降，耐磨性急剧降低，直接影响到高压合金管的使用寿命。

【3】淬火裂纹

高压合金管在淬火冷却过程中因内应力（热应力和组织应力的复合作用力），瞬间超过了该位置材料的抗拉强度所形成的裂纹称淬火裂纹。造成这种裂纹的原因有：由于淬火加热温度过高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折酱、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂；在轴承钢球上的形状有S 形、丁形或环形。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别于锻造裂纹和材料裂纹。

【4】热处理变形

高压合金管在热处理时，存在有热应力和组织应力，这种内应力能相互叠加或部分抵消，是复杂多变的，因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小、装炉的方式的变化而变化，故其热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形（如合金管的椭圆、尺寸胀大等）置于可控的范围，有利于生产的正常进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形，但这种变形是可以通过改进操作等来加以减少和避免的。

【5】表面脱碳

高压合金管在热处理过程中，如果是在氧化性介质中完成加热，则表面会发生氧化作用使高压合金管表面碳的质量分数减少，造成表面脱

碳。表面脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使高压合金管报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。以表面层显微硬度分布曲线测量法为准，可作仲裁判据。

【6】软点

多半是由于加热不足、冷却不良或淬火操作不当等原因造成的高压合金管表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它像表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降，使用过程中将造成局部剧烈磨损或失效。

力学性能

化学成分

高压合金管理论的记重：

（外径—壁厚）X壁厚X0.02466=每米的的重量。

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