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双金属复合管由两种不同金属材料构成,管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合,从而使两种材料结合成一体而制成的一种新型金属复合管材。其一般设计原则是基材满足管道设计许用应力,复层抵抗腐蚀或磨损等。双金属复合管兼有基层和复层的所有优点,相对于整体合金管能有效降低成本,而且在对整体合金管具有应力腐蚀开裂敏感性的氯化物和(或) 酸性环境中复合管可以提高性和可靠性。随着工业技术的发展,环境介质的复杂化,以及竞争的加剧,许多行业对金属管材综合性能的要求越来越高,因而双金属复合管及其生产技术得到迅速发展。 对于强腐蚀、高磨损、高工作压力环境下使用的流体管道,通常采用高品质的不锈钢或高合金含量的无缝钢管,这类管材由于大量添加合金元素,其价格是一般普通无缝钢管的几倍或几十倍。多年来,管材用户和生产商一直在努力寻求通过不同金属的复合,从而获得一种既能满足苛刻的使用环境,又价廉物美的高性能复合管材。 双金属复合管能实现材料的优势互补,节省合金元素,降低工程费用,在保证原基管各项性能的基础上,提高了管道的耐腐蚀性、耐磨性,延长了管道的使用寿命,是纯不锈钢管、铜管或其他耐腐蚀性合金管的替代产品。 由于复合钢管具有优良的综合性能,因此自20世纪60年代起,日、美、德、英和前苏联等都很重视复合钢管的开发及使用,从生产工艺、使用性能、检验方法等方面进行了大量的研究。目前双金属复合钢管的生产工艺已日趋完善,日本、美国、英国、瑞典、德国等处于好水平。复合管已经在腐蚀性较强的石油、石化企业、核工业以及医药、食品加工等领域获得广泛认同,也可通过内层复合耐磨金属,从而满足电厂粉煤、矿山矿粉和尾矿浆输送等高磨损工作环境的要求。而起步较晚,技术水平相对落后。 复合管是近10年发展较快的一种工程管道,品种、功能繁多,性能优越,形成了比较成熟的工艺技术,并且已经投产。主要的工艺方法很多比如热轧复合方法、热挤压复合法、铸造复合方法、爆炸焊接复合方法、组合式双金属复合管生产方法、激光包覆法等。在技术开发方面日本后来居上。据文献报道,日本在80年代初就陆续研制和开发了多种复合工艺。其中典型的热轧或热轧加冷成型工艺可以实现包覆材料与基材界面的冶金结合,质量优良。其产品广泛用于石油化工、化工行业、石油及天然气工业等。
不锈钢复合管的耐腐蚀特性取决于铬,但是因为铬是钢的组成部分之一,所以保护方法尽相同。在铬的添加量达到11.7%以上时,钢的耐大气腐蚀特性能显著增加,但铬含量更高时,尽管仍可提高耐腐蚀特性,但明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化。这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢复合管具有独特的表面。 内衬不锈钢复合管同时兼顾了内外两层钢管的优点,也避免了各自的劣势,所以,近几年来,在建筑设计单位应用比较广泛,内衬不锈钢复合管技术特点主要有:机械性能较好。因为复合管的内外两层都是金属材料的,所以它的抗冲击性和抗压性比较强,适合在建筑中给水的立管和地埋敷设。 结合强度较高。内衬不锈钢复合管是把内层的不锈钢套上了热镀锌钢管,而在无缝钢管里面,因为机械力的作用,使得镀锌钢管做缩径处理,而内层不锈钢做扩径处理,让两层的材质更加紧密的结合。因为内外层的材质比较相近,所以不会产生的现象。
发动机在工作时,由于油温升高、油黏度降低、油质劣化,会出现一系列故障,历来汽车行业都使用管式热交换器对油进行冷却。为了提高冷却效率,紧凑结构,一些生产企业改用不锈钢复合管板式换热器,材料多采用SUS304、SUS430和SUS409L。在汽车用紧固件方面,虽然传统上习惯使用低合金冷镦钢材料,但在汽车发动机系统、传动系统中一些环境条件十分恶劣的部位,使用不锈钢复合管也鲜见,而且用量呈上升趋势。汽车紧固件常用的不锈钢复合管有SUS410、SUS304、SUS316、SUS430J1L、SUH660等。 近年来,全球环境问题和能源问题日益突出,汽车工业也面临着诸多挑战:一方面要求提高汽车燃气的热效率,减少汽车废气排放;另一方面是减轻汽车自身重量,提高行驶速度,降低能源消耗。汽车尾气排放法规日趋严厉和对汽车轻量化及寿命延长等要求,必将进一步促进不锈钢复合管在汽车上的使用。同时,随着汽车排气系统耐热性和耐蚀性要求的进一步提高,也促使其所用材料从普通不锈钢复合管向更高性能不锈钢复合管转变。 成本低、抗氧化性和热疲劳特性好的铁素体不锈钢复合管在汽车排气系统中的使用比率将进一步扩大,尤其是含Nb铁素体不锈钢复合管,近10年来在地区的使用增长极快。 根据我国汽车工业规划的发展目标,我国汽车产业将在2010年前发展成为国民经济的支柱产业,汽车用不锈钢复合管在我国具有广阔的市场前景。专家预计,到2017车产量将达到19524万如果按每辆汽车平均使用不锈钢复合管25千克计算,2017需要汽车用不锈钢复合管1067万吨。
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