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奥氏体不锈钢管应用领域非常广泛,但随着石油、化工、能源、电力等工业的发展,对奥氏体不锈钢管提出了更高的综合性要求.在高温条件下,钢的力学性能及力学行为和温度及时间密切相关。这些数理模型的完成也是对奥氏体不锈钢管设计系统的补充。
奥氏体的固溶强化不同于铁素体的固溶强化规律。溶质原子在晶格中造成球面对称畸变,并且影响了奥氏体的层错能,形成铃木气团。一般情况下,各合金元素对奥氏体的影响规律是线性的,其中,间隙原子N、C强化作用,置换式铁素体形成元素Mo、V、Si等次之,置换式奥氏体形成元素Mn、Co等弱。
Ni是起固溶软化作用的。关于奥氏体不锈钢管室温强度计算公式较多。分析了88种18Cr-8Ni型奥氏体不锈钢管中合金元素对室温强度的影响,用统计回归方法得到的经验计算式。理论上除了合金元素对强度有影响外,还有晶粒大小、孪晶数量、第二相等也有影响。
但由于基体是FCC结构,有影响但不是很大。而且,实际很多文献中试验结果都缺少晶粒尺寸、孪晶数量等数据。在耐热奥氏体不锈钢管的一般标准中,其晶粒尺寸一般都在6-9级,差别不是很大。一般情况下,孪晶的作用很小。因此,在建立有关计算公式时,为简化,可不考虑晶粒尺寸、孪晶数量等因素。
在计算时注意了钢的固溶组织在室温下应为奥氏体。献表达式验算,所有奥氏体不锈钢管在高温固溶时无δ铁素体,并且马氏体相变点Ms、Mεs均低于室温。奥氏体钢的室温强度主要取决于C、N,其他置换元素影响较小。钢的室温强度是合金元素的函数,钢的强度随温度升高而降低,呈指数规律变化。
奥氏体的固溶强化不同于铁素体的固溶强化规律。溶质原子在晶格中造成球面对称畸变,并且影响了奥氏体的层错能,形成铃木气团。一般情况下,各合金元素对奥氏体的影响规律是线性的,其中,间隙原子N、C强化作用,置换式铁素体形成元素Mo、V、Si等次之,置换式奥氏体形成元素Mn、Co等弱。
Ni是起固溶软化作用的。关于奥氏体不锈钢管室温强度计算公式较多。分析了88种18Cr-8Ni型奥氏体不锈钢管中合金元素对室温强度的影响,用统计回归方法得到的经验计算式。理论上除了合金元素对强度有影响外,还有晶粒大小、孪晶数量、第二相等也有影响。
但由于基体是FCC结构,有影响但不是很大。而且,实际很多文献中试验结果都缺少晶粒尺寸、孪晶数量等数据。在耐热奥氏体不锈钢管的一般标准中,其晶粒尺寸一般都在6-9级,差别不是很大。一般情况下,孪晶的作用很小。因此,在建立有关计算公式时,为简化,可不考虑晶粒尺寸、孪晶数量等因素。
在计算时注意了钢的固溶组织在室温下应为奥氏体。献表达式验算,所有奥氏体不锈钢管在高温固溶时无δ铁素体,并且马氏体相变点Ms、Mεs均低于室温。奥氏体钢的室温强度主要取决于C、N,其他置换元素影响较小。钢的室温强度是合金元素的函数,钢的强度随温度升高而降低,呈指数规律变化。
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由于超声波在奥氏体不锈钢管殊的传播特性,给奥氏体焊缝的超声波检测带来了许多困难和问题:(1)超声传播方向变化带来的问题:超声波在焊接金属与母材界面上的折射和波型转换、焊缝金属组织成长方向引起传播路径的变化等,都有可能影响反射源的定位精度。
超声波在焊缝中传播时,会受到其晶粒直径和柱状晶组织所具有的弹性各向的严重影响,引起声速变化,散射衰减增大,波束偏移。另外,柱状晶散射回波和界面回波的发生,又可能产生类似缺陷回波的假 ,造成误判。(2)散射衰减和草状回波带来的问题:因散射衰减厉害,草状回波起伏,噪比降低,要检测焊接金属内的缺陷,或通过焊缝检测另一侧母材(热影响区)的缺陷,灵敏度皆受影响。
而且,衰减程度因探测部位而异,要根据缺陷回波高度对缺陷作定量评价(DAC%),会有误差。(3)超声波束变型带来的问题:超声在传播过程中,波束扩散变形,会导致基于波束形状的缺陷测长测高方法(如6dB、20dB法等)精度下降。
由于超声波在奥氏体组织中传播时遇到了上述诸多复杂的问题,使得对奥氏体不锈钢管焊缝进行超声无损检测困难重重。为此,必须找到行之有效的、适用于奥氏体焊缝的超声检测方法,来满足现代工业对于产品质量检测的要求。
为了排除海水腐蚀对不锈钢管损耗的影响,本论文通过ModulabECS电化学工作站设置的阴极保护电压,使不锈钢管在海损条件下处于恒定未腐蚀环境,其摩擦方式及实验参数与海水环境的摩擦条件一致,以此研究不锈钢管在海水下的腐蚀磨损交互作用。
超声波在焊缝中传播时,会受到其晶粒直径和柱状晶组织所具有的弹性各向的严重影响,引起声速变化,散射衰减增大,波束偏移。另外,柱状晶散射回波和界面回波的发生,又可能产生类似缺陷回波的假 ,造成误判。(2)散射衰减和草状回波带来的问题:因散射衰减厉害,草状回波起伏,噪比降低,要检测焊接金属内的缺陷,或通过焊缝检测另一侧母材(热影响区)的缺陷,灵敏度皆受影响。
而且,衰减程度因探测部位而异,要根据缺陷回波高度对缺陷作定量评价(DAC%),会有误差。(3)超声波束变型带来的问题:超声在传播过程中,波束扩散变形,会导致基于波束形状的缺陷测长测高方法(如6dB、20dB法等)精度下降。
由于超声波在奥氏体组织中传播时遇到了上述诸多复杂的问题,使得对奥氏体不锈钢管焊缝进行超声无损检测困难重重。为此,必须找到行之有效的、适用于奥氏体焊缝的超声检测方法,来满足现代工业对于产品质量检测的要求。
为了排除海水腐蚀对不锈钢管损耗的影响,本论文通过ModulabECS电化学工作站设置的阴极保护电压,使不锈钢管在海损条件下处于恒定未腐蚀环境,其摩擦方式及实验参数与海水环境的摩擦条件一致,以此研究不锈钢管在海水下的腐蚀磨损交互作用。
包括:①冲孔、大顶管和卧、立式机的有关工艺参数和设备能力的设计、实际和消耗的各种数据对比;②冲孔、大顶管与卧、立式机工模具的研究和各种消耗材料的设计和实际数据的对比;③冲孔、大顶管和卧。(4)深层次地总结大顶管和管机组的有关、工艺、力能参数,工具、材料、能源实际消耗对比情况以及有关问题。
包括:①张力定(减)径机的理想架数和张力,内传动和外传动的能源消耗的对比;②张力减径机的理想架数和张力,单独传动和组合、混合传动的能源消耗对比;③张力减径机的孔型设计、轧辊转数计算、张力系数和壁厚的关系以及成品管前、后端壁厚和长度的关系,并建立有关数学模型。
(5)深层次地总结定径机和张力减径机的有关、工艺、力能参数,工具材料、能源实际消耗的对比情况以及有关问题。包括:①连铸管坯、离心铸造空心管坯、电渣重熔空心管坯和用其轧管后的组织结构对比,变形量对组织结构的影响以及对成品管的各种性能(是高温蠕能)的影响,找出有关关系建立数学模型;②锻造管坯和锻造钻、。
(6)深入试验研究合金钢(是高合金钢)连铸坯、离心铸造空心管坯和电渣重熔空心管坯生产大直径厚壁不锈钢管的有关问题。2)在设备设计和制造层面(1)深层次地总结设计和制造整条生产线设备的通用以及设备设计制造精度与水平。
包括:①张力定(减)径机的理想架数和张力,内传动和外传动的能源消耗的对比;②张力减径机的理想架数和张力,单独传动和组合、混合传动的能源消耗对比;③张力减径机的孔型设计、轧辊转数计算、张力系数和壁厚的关系以及成品管前、后端壁厚和长度的关系,并建立有关数学模型。
(5)深层次地总结定径机和张力减径机的有关、工艺、力能参数,工具材料、能源实际消耗的对比情况以及有关问题。包括:①连铸管坯、离心铸造空心管坯、电渣重熔空心管坯和用其轧管后的组织结构对比,变形量对组织结构的影响以及对成品管的各种性能(是高温蠕能)的影响,找出有关关系建立数学模型;②锻造管坯和锻造钻、。
(6)深入试验研究合金钢(是高合金钢)连铸坯、离心铸造空心管坯和电渣重熔空心管坯生产大直径厚壁不锈钢管的有关问题。2)在设备设计和制造层面(1)深层次地总结设计和制造整条生产线设备的通用以及设备设计制造精度与水平。