影响不锈钢管件性能及寿命的因素

不锈钢管具有较高的生命周期,据国外水管使用的情况显示,不锈钢管寿命至少可以达到一百年或至少七十年,与建筑物同等的寿命。不锈钢管道管道最突出的特点是耐腐蚀,如在使用过程中正确的操作和维修保养,其寿命是会有效的被延长。

材质对管件使用寿命的影响

不锈钢产品,不锈钢304和不锈钢304L的主要区别是:304的含碳量是0.08%,而304L的含碳量为0.03%;316材质与304相比,其比304L的镍含量有所增加,主要表现为 Cr含量降低、 Mo含量增加等,因此其各自的防腐性能与环境有差异。

L代表低碳,如304L比304含碳量少; H和 S代表耐热,如310S比310抗热性能高;304H比304耐热;316L、316H为船用材料,具有较强的耐腐蚀性能。

不锈钢304的种类有一级和二级两种。而二级材料即钢厂次品主要不同在于:二级材料表面、镍量、厚度不均匀等,比一级便宜。在钢厂稍加处理后,j即可进出市场,但质量不稳定。

成型工艺对管件性能及寿命的影响

管材加工过程中,在应力增加下,精度容易发生变化,而管材成型是管件生产中最重要的步骤,因此,管材成型工艺也因此受到人们的重视。

目前许多管件厂家在成形工艺中主要采用“冷挤压”和“膨胀”两种方法。采用不同的制造工艺,管件尺寸、壁厚、功能都会有所差异,所以如何通过采用不同的成形工艺,保证质量的稳定,提高生产效率是十分重要的，下面介绍两种工艺的特点。

1、冷挤压工艺:将压料不锈钢原管,放入模腔,用压模压出,不锈钢原管随之发生变形,并制得所需要的管件尺寸。主要特点：

(1)表面精美,按比例挤压成型的零件一般尺寸精度可达8 9级,若采用润滑工艺,仅次于抛光。通过挤压加工后,零件表面均无必要进行再加工。

(2)对冷挤压工艺加以辅助,可以保证产品性能。例如管件“U形槽”及“三通拉口”成型时,在挤压时采用补料方式,以达到“U形槽”和“三通拉口”壁厚不变薄的目的,从而保证了制品的质量。

(3)冷挤压将导致管件拉伸应力的产生。冷挤压工艺具有冷变形的特性，在轧制过程中金属板料处于三向负荷状态，弯曲后金属组织有改性现象。

2、“胀形”工艺：胀型是利用管坯内部的高压液化或气化液体,或者固化软模压铸的方法,迫使管坯塑性发生变化,以满足所需的工件尺寸。主要特点：

(1)胀形时,材料在定型模具内不发生变形,质量稳定;成型产品不会发生皱纹,产品表面光滑,回弹力较小。

(2)胀形时,由材料的单向拉力作用形成的夹持作用,使壁厚减薄,表面积增大,产生所需的几何形状。

(3)胀形时,如果管件的膨胀过程被压缩,那么其弯曲区域只是局限在弯曲区域内,而非往弯曲区域外移动。如管件 U型槽的形成就是由管件局部的薄化来实现。

生产过程中壁厚变化对质量的影响

管件在生产工艺中要经过下料、弯管、成型(冷挤压、胀型)等多道工序。首先影响壁厚的主要是弯管、制造等工序。采用的成型设备不同，对管件的壁厚会产生很大影响。

(1)弯管对管件壁厚的影响。在弯曲成形中,曲面形状的变化是材料的移动,是塑性变形的表面现象,它包括管壁外缘伸长、壁内缘变薄、管内缘变短和管内缘变厚、表面形状变化等基本特征。随着钢材硬度指数的增大,管壁厚度的减薄量增加。

因此,应在弯曲设计中、选用材质厚度时,考虑到管材长度特性和外侧壁厚的重要影响因素,采用合理的外侧厚度管材,否则,在弯曲拉伸后外侧壁厚将难以满足尺寸要求,另外弯管管径的大小,也对壁厚的影响很大。

(2)胀形对管件壁厚的影响。管件胀形是由于管件在压力的作用下,能够使管件沿径向扩张,它不仅能实现管件的局部延伸,也能实现整个管件的延伸。胀形过程可分为：“轴向无收缩”和“轴向有收缩”变形方式。

(A)轴向无收缩变形：胀形部位彻底靠管坯壁厚的表面变薄而成形，变形特性是在管材毛坯上端的局部成形，管材下端壁厚不变薄(见图1)。如管件三通的胀形是“轴向无收缩变形”。

(B)轴向有收缩变形：管坯扩张部壁厚局部变薄同时,还伴随某种管坯在轴向上的自由收缩(见图2),例如管件U槽的形成是在局部变薄的基础上形成的,这是"轴向有收缩变形"。

管件在生产过程中要经过下料、弯管、成型(冷挤压、胀型)等多道工序。