关于使用耐磨泵管的工作条件

耐磨泵管一般在-110~-20的工作条件下使用。根据适用的温度范围,低合金低温钢可分为-40、70、90和-10。根据钢的合金体系,低合金低温钢可分为两类:无镍钢和含镍钢。不含镍的低温钢通常在-40以上的温度下工作,而含镍的低温钢根据镍含量可以在较低的温度下工作。例如,在-60以下可使用2.5%的镍钢,在-110~-90下可使用3.5%的镍钢。列举了我国常用的低合金低温压力容器钢的化学成分和力学性能。低合金低温钢一般通过合金元素的固溶强化和晶粒细化,并通过正火或正火回火处理细化显微组织晶粒,从而获得良好的低温韧性。低温钢中常用的合金元素有锰、镍、钒、铌等。如中国低温压力容器的09Mn2级灾难恢复、15MnNiDR和O9MnNiDR。为了保证低温韧性,应尽可能降低低温钢中的碳含量,并严格控制SP含量。低合金低温钢JB4727—2000也有相应的铸件、锻件和管材,规定了五种常用低合金低温钢锻件的化学成分和力学性能。(三)在低合金低温钢中小于或等于0.2%,合金元素总质量分数小于5%,碳当量低,且硬化倾向小,因此冷裂纹敏感性不大。耐磨泵管无需预热即可焊接,但应避免低温焊接。当板厚超过25毫米或焊接接头的约束较大时,应采取适当的预热措施防止冷焊裂纹,但预热温度不应过高。一般情况下,预热温度应控制在100~150。预热温度过高会导致焊接接头组织变粗,焊接接头韧性下降。

低合金低温钢中的氮会增加热裂纹的倾向。应注意防止焊接过程中出现热裂纹。然而,由于这种钢和焊接材料中的碳和磷的含量控制较低,所以可以通过采用合理的焊接参数和增加焊接成形系数来避免热裂纹的发生。一些低温钢含有钒、钛、铌、铜、氮和其他元素。在焊后应力消除热处理过程中,如果加热温度在回火脆性敏感温度范围(450~550)内,会析出脆性相,从而降低低温韧性。选择合理的焊后热处理工艺,减少在敏感温度范围内的停留时间,可以避免回火脆性的发生。在评估低温钢焊接接头时,最重要的是保证焊接接头在使用温度下具有足够的冲击韧性和抗脆性断裂能力,以保证结构的安全使用。因此,正确选择焊接材料,制定优化的焊接工艺,保证焊缝金属的低温韧性和焊接接头的热影响区是低温钢焊接的关键技术。焊接接头的低温韧性是9%镍钢的一个非常重要的问题,包括焊缝金属、熔合区和热影响区,这些区域会使韧性变差。

(1)焊接金属。焊缝金属的低温韧性与焊接材料有关。当使用与母材相同的材料时,焊缝金属的韧性非常差,主要是因为焊缝金属的氧含量太高。如果硅含量也很高,韧性将进一步降低。因此,均质焊接材料仅用于热重焊接。9%氮钢的焊接材料主要是镍基、铁镍基和镍铬奥氏体不锈钢。镍基和铁镍基焊接材料具有良好的低温性能,线膨胀系数与母材相近,但成本高,强度低。Ni13-Crl6奥氏体不锈钢型焊接材料具有稍高的强度,但其低温韧性差,其线膨胀系数与母材相差很大,在熔合区易出现脆硬组织。当9%镍钢用均匀焊接材料焊接时,其韧性与母材相似。(2)融合区。熔合区的低温韧性主要与脆性结构的出现有关。当Nil3-Crl6奥氏体不锈钢用于焊接%Ni钢时,熔合区既不是奥氏体不锈钢,也不是9%N钢的化学成分。耐磨泵管和奥氏体不锈钢都具有良好的韧性,但此时熔合区的铬、锰等元素含量高于9%的镍钢,碳也在熔合区聚集,硬度为363-380 HV,明显高于焊缝金属(207HV)和热影响区(308-332HV)。熔合区的较高硬度是焊缝边界上的不完全混合区。该区域的硬脆性主要是由板条马氏体和孪晶马氏体组成的混合马氏体形成的。热影响区。当9%镍钢加热到700~900和1250以上时,其韧性明显下降。然而,当加热到1050~1250时,韧性会有所提高。当在700 ~ 900加热时,由于处于铁素体-奥氏体两相区,在加热过程中产生部分高碳奥氏体,冷却后转变为岛状马氏体,所以非常脆。当加热到1050~1250时,奥氏体转变完成,得到均匀的奥氏体,冷却后转变为低碳马氏体,具有较高的韧性。然而,当加热到1350时,晶粒粗大,可能出现上贝氏体,因此韧性较差。然而,当加热到550~600时,可获得更多的反向奥氏体,因此韧性更高。此外,冷却速度也影响低温韧性。冷却速度越快,韧性越好。钢中磷的含量也影响韧性。当它为0时。泵管005%,w(P)应低于0.009%。

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