內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管

作者：admin 來源： 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，這種雙金屬復(fù)合鋼管大大提高鋼管在輸水、輸熱水、輸煤氣、輸天然氣、輸油過程中的耐腐蝕性能，表面光滑，流體阻力小，又保留了鋼管機械強度高，可采用焊接、溝漕、螺紋連接，密封性好的優(yōu)點，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、輸油鋼管的升級換代的理想產(chǎn)品。具體優(yōu)點如下：
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(美國標(biāo)準(zhǔn)為AISI304)，由于鋼中含有18%的鉻，在使用過程中管道內(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 高機械強度、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輸送流體用無縫鋼管”生產(chǎn)的無縫鋼管、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”進行生產(chǎn)的。焊接鋼管或無縫鋼管的抗拉強度都不小于335MPa，伸長率不小于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率達到25%，鋼管都經(jīng)過3.0MPa以上的水壓試驗，并通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎曲試驗或壓扁試驗。按GB9711生產(chǎn)的輸氣、輸油鋼管，還要進行斷裂韌性試驗、金相檢驗、拉伸試驗和較高強度的耐壓試驗。在外層鋼管內(nèi)復(fù)合不銹鋼管后使總壁厚增加，強度增加，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，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)合鋼管的強度可靠性。各種材料抗拉強度的比較見下表：
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的對接6號，也可見本文圖1。
3.3 焊前應(yīng)采用機械方法及有機溶劑，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，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。采用手工電弧焊時推薦采用直流電焊機。
3.7 焊接程序
先焊復(fù)材(不銹鋼管)，再焊過渡層，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。焊接過渡層時，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)仔細清理焊件表面的焊渣、焊瘤飛濺物及其他污物。必要時應(yīng)對焊縫進行局部修整。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 焊接工藝評定
當(dāng)產(chǎn)品技術(shù)條件要求進行焊接工藝評定時，須在開工前進行焊接工藝評定，詳見 “JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定”。
我公司內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的焊接焊縫經(jīng)中國船舶工業(yè)總公司船舶工藝研究所做的“焊接工藝評定報告”：復(fù)合鋼管焊接試樣的抗拉強度達到550～565N/mm2。
3.11 焊接管件采用鋼制對焊無縫管件應(yīng)符合GB/T12459-1990，焊接管件采用鋼板制對焊管件時應(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，這樣二個法蘭(4)和(48)通過螺栓(43)和螺帽(44)擰緊后，二個法蘭(4)和(48)的接觸面(47)緊緊地貼在一起，流體在管內(nèi)流動時，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，機械加工時產(chǎn)生的公差在螺紋擰緊過程中將消失，當(dāng)扳手力臂長200毫米時，管螺紋擰一圈，手掌移動628毫米，管體才前進了一個螺距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，是臺肩式管件，臺肩式管件和管體管端接觸的是一個臺階、臺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，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。也可在臺肩式可鍛鑄管件外鍍覆HA合金鍍層，其耐腐蝕性能達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。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，鍍層的耐蝕水平達到不銹鋼的耐蝕水平。接頭內(nèi)包裹著硅橡膠或食品級丁腈橡膠的密封圈，流體在管內(nèi)流動不會和外層鋼管接觸。
由圖5可見，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，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，確保了流體流動的密封性，詳見圖5。
為解決管端面的腐蝕問題，我們設(shè)計端面防腐套。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管端面的防腐問題，詳見圖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℃時的抗拉強度仍達到412Mpa，高于普通鋼材在常溫下的抗拉強度。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鋼材10倍，而塑料在遇冷收縮時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，塑料管遇結(jié)冰膨脹后不能收縮恢復(fù)，多次膨脹累積，使塑料膨脹超過極限而發(fā)生脆斷。焊接鋼管確保伸長率超過15%，304不銹鋼管的伸長率確保超過25%，能伸長膨脹的外層鋼管，內(nèi)襯伸長率更好的不銹鋼管，避免當(dāng)管內(nèi)水結(jié)冰膨脹時脆斷。按GB/T9711規(guī)定，輸送天然氣和石油的內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管要進行-40℃夏比沖擊。
各種材料的線膨脹系數(shù)見下表：
9 能耐弱酸腐蝕
    3 04不銹鋼在20℃時在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50%檸檬酸中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在20℃時20%氫氧化鉀中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在60℃時80%磷酸的中的腐蝕速度為每年小于0.1毫米，在50℃時在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，可以用來輸送弱酸性或弱堿性的化工流體。
10 內(nèi)壁光滑，流體流動阻力小
    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，流體無污染。
11 衛(wèi)生性能好，可輸送凈水
    由于不銹鋼管在使用過程中不受流體腐蝕，不銹鋼管本體無雜質(zhì)進入流體，經(jīng)檢測，其各項衛(wèi)生指標(biāo)均優(yōu)于“GB/T17219生活飲用水輸配水設(shè)備及防護材料的安全性評價標(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設(shè)備中檢測的含量，遠低于規(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0.5-2.5毫米。
13 價格低廉
    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度，使安裝內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的費用大大低于厚壁純不銹鋼管和厚壁純銅管。