內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管

作者：admin 來(lái)源： 日期：2016/3/11 21:15:33

內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管執(zhí)行城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T192-2004，是在鋼管內(nèi)壁復(fù)合薄壁不銹鋼管，這種雙金屬?gòu)?fù)合鋼管大大提高鋼管在輸水、輸熱水、輸煤氣、輸天然氣、輸油過(guò)程中的耐腐蝕性能，表面光滑，流體阻力小，又保留了鋼管機(jī)械強(qiáng)度高，可采用焊接、溝漕、螺紋連接，密封性好的優(yōu)點(diǎn)，克服了鍍鋅鋼管易腐蝕，采用熱熔連接的塑料管易漏水和老化的缺陷，是輸氣、輸水、輸油鋼管的升級(jí)換代的理想產(chǎn)品。具體優(yōu)點(diǎn)如下：
1 不生垢、不結(jié)瘤、耐腐蝕
    在鋼管內(nèi)復(fù)合薄壁不銹鋼管，不銹鋼管的材質(zhì)為“GB12771-2000流體輸送用不銹鋼焊接鋼管”規(guī)定的0Cr18Ni9(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為AISI304)，由于鋼中含有18%的鉻，在使用過(guò)程中管道內(nèi)壁形成一層極薄的氧化鉻薄膜，該薄膜阻止金屬繼續(xù)氧化，故不銹鋼有很強(qiáng)的耐腐蝕性能，不僅能承受水和空氣的腐蝕，而且可以承受弱酸弱堿的腐蝕。內(nèi)復(fù)不銹鋼管的厚度有0.4-1.2毫米，而鍍鋅鋼管的鍍鋅層厚度僅為0.07毫米，厚度相差5.7-17倍，不銹鋼的耐腐蝕性和致密性又強(qiáng)于鍍鋅鋼管鍍鋅層。所以，內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管在使用過(guò)程中不用擔(dān)心因內(nèi)壁銹蝕產(chǎn)生結(jié)垢、結(jié)瘤而使內(nèi)孔縮小。
2 高機(jī)械強(qiáng)度、高延伸性
    內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管中的外層鋼管是采用按“GB/T3091-2001低壓流體輸送用焊接鋼管”生產(chǎn)的焊接鋼管、或按“GB/T8163-1999輸送流體用無(wú)縫鋼管”生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管、或按“SY/T5037-2000生產(chǎn)的螺旋縫埋弧焊鋼管” 生產(chǎn)的螺旋縫焊管。輸送石油天然氣的內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的外層鋼管，是按GB/T9711-1997“石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件”進(jìn)行生產(chǎn)的。焊接鋼管或無(wú)縫鋼管的抗拉強(qiáng)度都不小于335MPa，伸長(zhǎng)率不小于15%，輸送天然氣和石油的內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的外層鋼管伸長(zhǎng)率達(dá)到25%，鋼管都經(jīng)過(guò)3.0MPa以上的水壓試驗(yàn)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎曲試驗(yàn)或壓扁試驗(yàn)。按GB9711生產(chǎn)的輸氣、輸油鋼管，還要進(jìn)行斷裂韌性試驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)和較高強(qiáng)度的耐壓試驗(yàn)。在外層鋼管內(nèi)復(fù)合不銹鋼管后使總壁厚增加，強(qiáng)度增加，不僅可用于民用輸水、輸氣，并可用于輸送工業(yè)用流體。當(dāng)外層鋼管采用焊接鋼管時(shí)，由于外層鋼管和不銹鋼管的焊縫不在同一位置，提高了復(fù)合鋼管的強(qiáng)度可靠性。各種材料抗拉強(qiáng)度的比較見(jiàn)下表：
3 可以焊接
3.1 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管之間可以采用焊接。焊接工藝可參照GB/T13148-1991“不銹鋼復(fù)合鋼板焊接技術(shù)條件”。也可參照J(rèn)B/T4790-2000“鋼制壓力容器焊接規(guī)程”附錄A。“不銹鋼復(fù)合鋼焊接規(guī)程”。
3.2 坡口形式可采用GB/T13148圖1的對(duì)接6號(hào)，也可見(jiàn)本文圖1。
3.3 焊前應(yīng)采用機(jī)械方法及有機(jī)溶劑，清除焊縫表面和焊接坡口兩側(cè)至少各20mm范圍內(nèi)的油污、銹跡、金屬屑、氧化膜及其他污物。
3.4 焊條采用GB/T983 “不銹鋼焊條”規(guī)定的A302(E309)焊條規(guī)格為Φ3.2，E309焊條的主要化學(xué)成分如下：
3.5 焊接方法
推薦采用手工電弧焊；對(duì)要求較高的焊縫可以采用鎢極氬弧焊打底，在接近碳鋼部位用手工電弧焊，或者全部采用鎢極氬弧焊。采用鎢極氬弧焊時(shí)，焊絲采用同E309相同成分的A302焊絲。
3.6 焊接設(shè)備
焊接設(shè)備應(yīng)滿足焊接工藝要求，并符合有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。采用手工電弧焊時(shí)推薦采用直流電焊機(jī)。
3.7 焊接程序
先焊復(fù)材(不銹鋼管)，再焊過(guò)渡層，最后焊基材(碳鋼管)。
3.8 焊接要求
復(fù)材焊縫表面應(yīng)盡可能與復(fù)材表面保持平整、光順。焊接過(guò)渡層時(shí)，要在保證熔合良好的前提下，盡量減少基材金屬的熔入量，即降低熔和比。為此應(yīng)采用較小直徑的焊條或焊絲，及較小的焊接絲能量。對(duì)接焊縫的余高應(yīng)不大于1.5mm。
3.9 焊后清理
焊后應(yīng)仔細(xì)清理焊件表面的焊渣、焊瘤飛濺物及其他污物。必要時(shí)應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行局部修整。焊后清理完畢，應(yīng)在基材焊縫附近的明顯部位打上焊工印記以便日后考查。
3.10 焊接工藝評(píng)定
當(dāng)產(chǎn)品技術(shù)條件要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定時(shí)，須在開(kāi)工前進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，詳見(jiàn) “JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定”。
我公司內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的焊接焊縫經(jīng)中國(guó)船舶工業(yè)總公司船舶工藝研究所做的“焊接工藝評(píng)定報(bào)告”：復(fù)合鋼管焊接試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到550～565N/mm2。
3.11 焊接管件采用鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件應(yīng)符合GB/T12459-1990，焊接管件采用鋼板制對(duì)焊管件時(shí)應(yīng)符合GB/T13401-1992，用于輸送石油天然氣的焊接管件應(yīng)符合SY/T0510-1998“鋼管對(duì)焊管件”和SY/T5257-2004“鋼制彎管”。
4 可以法蘭連接
    圖2是管體(1)和法蘭(4)采用焊接的法蘭，如圖2所示管體(1)為內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管。法蘭(4)內(nèi)有法蘭孔(42)，孔內(nèi)安裝螺栓(43)和螺帽(44)。管體(1)安放在法蘭體(4)的內(nèi)孔(45)如圖2的位置，管體(1)和法蘭(4)之間用電焊焊接，形成焊縫(46)。焊條采用不銹鋼焊條，這樣二個(gè)法蘭(4)和(48)通過(guò)螺栓(43)和螺帽(44)擰緊后，二個(gè)法蘭(4)和(48)的接觸面(47)緊緊地貼在一起，流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流體只和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的管體(1)內(nèi)的不銹鋼層(13)、不銹鋼焊縫(46)相接觸，確保流體的純凈性。
5 可以螺紋連接
    DN15-DN100輸水鋼管和管件之間連接采用“GB7306用螺紋密封的管螺紋”規(guī)定的管螺紋， 管螺紋聯(lián)接面是牙形交叉的螺紋，機(jī)械加工時(shí)產(chǎn)生的公差在螺紋擰緊過(guò)程中將消失，當(dāng)扳手力臂長(zhǎng)200毫米時(shí)，管螺紋擰一圈，手掌移動(dòng)628毫米，管體才前進(jìn)了一個(gè)螺距2.309毫米，相差272倍，管體的擰緊力為旋轉(zhuǎn)力的272倍，巨大的擰緊力確保管體和管件間擰緊后不滲漏。管螺紋聯(lián)接的接觸面是鋼和不銹鋼接觸，在熱脹冷縮時(shí)膨脹系數(shù)很接近。
    不銹鋼螺紋管件是按GB2100規(guī)定的奧氏體不銹鋼鑄造，牌號(hào)為ZG07Cr19Ni9，是表面光滑、尺寸精確的精密鑄造件，不銹鋼螺紋管件的結(jié)構(gòu)如圖3所示，是臺(tái)肩式管件，臺(tái)肩式管件和管體管端接觸的是一個(gè)臺(tái)階、臺(tái)階上安放硅膠密封圈，為避免硅膠密封圈掉入管內(nèi)，硅膠密封圈內(nèi)有不銹鋼擋圈。管件和管件之間螺紋擰緊時(shí)，管體端部和硅橡膠密封圈相接觸，隔斷了外層鋼管、管體端面與內(nèi)部流體的接觸，確保了管道系統(tǒng)可以輸送純凈水。這樣，和流體接觸的只是不銹鋼管、不銹鋼管件，確保了整個(gè)管道系統(tǒng)的耐腐蝕性。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的接頭密封是雙層密封，外層是管螺紋密封，內(nèi)層是特殊結(jié)構(gòu)的硅橡膠密封圈密封，確保了管道系統(tǒng)密封的可靠性。也可在臺(tái)肩式可鍛鑄管件外鍍覆HA合金鍍層，其耐腐蝕性能達(dá)到不銹鋼的耐腐蝕性能。“合金鍍層HA鋼管及管件”城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在報(bào)批中。
6 可以溝槽連接
    DN125-DN600的管件因口徑較大，加工螺紋和擰緊螺紋較困難，故DN125-DN600的管件應(yīng)采用溝槽式管接頭和襯塑法藍(lán)。溝槽式管接頭是執(zhí)行城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“CJ/T156溝槽式管接頭”。溝槽式管接頭在外表面和端面進(jìn)行了靜電噴塑處理，也可在球墨鑄鐵溝槽式管接頭外鍍HA合金鍍層，鍍層的耐蝕水平達(dá)到不銹鋼的耐蝕水平。接頭內(nèi)包裹著硅橡膠或食品級(jí)丁腈橡膠的密封圈，流體在管內(nèi)流動(dòng)不會(huì)和外層鋼管接觸。
由圖5可見(jiàn)，在內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的端部外表面擠壓出溝槽，溝槽式管接頭的兩端邊壓在溝槽之中，溝槽式管接頭由兩瓣的溝槽式管接頭組成，兩瓣的溝槽式管接頭之間由螺拴和螺母連接。當(dāng)螺拴和螺母擰緊時(shí)，兩瓣溝槽式管接頭緊緊地扣在一起，壓緊溝槽式管接頭內(nèi)的硅橡膠密封圈，硅橡膠密封圈把二截管子的端頭緊緊地抱在一起，流體在管內(nèi)和密封圈內(nèi)流動(dòng)，確保了流體流動(dòng)的密封性，詳見(jiàn)圖5。
為解決管端面的腐蝕問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)端面防腐套。防腐套的外表面和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的內(nèi)表面形成過(guò)盈配合，使端面防腐套緊貼內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的管端面，在端面防腐套和鋼管端面及內(nèi)表面之間涂上密封膠，密封膠為雙組份的，在使用時(shí)把雙組份混合在一起，馬上產(chǎn)生很大的粘合力。端面防腐套和密封膠很好地解決了采用溝槽式連接時(shí)管端面的防腐問(wèn)題，詳見(jiàn)圖5。
7 耐高溫，可輸送熱水、沸水、蒸氣
    內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管聯(lián)接管件采用按“GB3287-1982可鍛鑄鐵管路連接件”生產(chǎn)的鍍HA合金可鍛鑄鐵管件或用304不銹鋼精密鑄造的管件。鍍HA合金可鍛鑄鐵管件和304不銹鋼精密鑄造的管件耐溫可達(dá)到250℃以上，可輸送熱水、沸水和蒸汽。
304不銹鋼是耐熱鋼，在400℃時(shí)的抗拉強(qiáng)度仍達(dá)到412Mpa，高于普通鋼材在常溫下的抗拉強(qiáng)度。所以內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的耐高溫性能是非常好的，可以用來(lái)輸送熱水、沸水、蒸汽。
8 低溫脆性好，膨脹系數(shù)小
    塑料的熱脹冷縮程度超過(guò)鋼材10倍，而塑料在遇冷收縮時(shí)延伸能力又大大低于鋼材，故在寒冷季節(jié)管內(nèi)水結(jié)冰膨脹時(shí)，塑料管遇結(jié)冰膨脹后不能收縮恢復(fù)，多次膨脹累積，使塑料膨脹超過(guò)極限而發(fā)生脆斷。焊接鋼管確保伸長(zhǎng)率超過(guò)15%，304不銹鋼管的伸長(zhǎng)率確保超過(guò)25%，能伸長(zhǎng)膨脹的外層鋼管，內(nèi)襯伸長(zhǎng)率更好的不銹鋼管，避免當(dāng)管內(nèi)水結(jié)冰膨脹時(shí)脆斷。按GB/T9711規(guī)定，輸送天然氣和石油的內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管要進(jìn)行-40℃夏比沖擊。
各種材料的線膨脹系數(shù)見(jiàn)下表：
9 能耐弱酸腐蝕
    3 04不銹鋼在20℃時(shí)在10%硝酸中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在10%沸醋酸中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在20℃時(shí)50%檸檬酸中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在20℃時(shí)20%氫氧化鉀中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在60℃時(shí)80%磷酸的中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在50℃時(shí)在2%硫酸中的腐蝕速度為每年0.016毫米，采用內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管配以不銹鋼焊接管件和不銹鋼法蘭，可以用來(lái)輸送弱酸性或弱堿性的化工流體。
10 內(nèi)壁光滑，流體流動(dòng)阻力小
    內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管中的內(nèi)襯不銹鋼管是由冷軋不銹鋼帶焊接而成，冷軋不銹鋼帶表面平滑光潔，故不銹鋼管內(nèi)壁光滑，管內(nèi)流體阻力小，不結(jié)垢，流體無(wú)污染。
11 衛(wèi)生性能好，可輸送凈水
    由于不銹鋼管在使用過(guò)程中不受流體腐蝕，不銹鋼管本體無(wú)雜質(zhì)進(jìn)入流體，經(jīng)檢測(cè)，其各項(xiàng)衛(wèi)生指標(biāo)均優(yōu)于“GB/T17219生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”，各種金屬元素如鐵、錳、銅、鋅、鎘、鉛、銀、氯仿、四氯化碳、苯并等在高靈敏度的檢測(cè)設(shè)備中檢測(cè)的含量，遠(yuǎn)低于規(guī)定值，獲得衛(wèi)生許可批件。因內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管配以不銹鋼螺紋管件、不銹鋼法蘭、不銹鋼焊接管件，流體和外層鋼管不接觸，流體只接觸不銹鋼，故內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管可以代替純不銹鋼管用來(lái)輸送飲用凈水。
12 外覆層防腐可靠
    外覆防腐層可按“GB/T3091低壓流體輸送用焊接鋼管”規(guī)定做成熱鍍鋅層，鍍鋅層厚度為0.072毫米。也可按“SY/T4013-1995埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定做成聚乙烯防腐層，防腐層厚度可達(dá)0.5-2.5毫米。
13 價(jià)格低廉
    內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管是在鋼管內(nèi)覆以薄壁不銹鋼管，這樣降低了制造成本，又確保了厚度以保證強(qiáng)度，使安裝內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的費(fèi)用大大低于厚壁純不銹鋼管和厚壁純銅管。