ASTMSA556給水加熱器用無縫碳鋼管

ASTMSA556給水加熱器用無縫碳鋼管

　一、換熱器管的生產(chǎn)：

　　焊接的換熱器管是將一條薄金屬帶卷成管狀，然后將它們的邊沿部分縱向焊接在一起制成的。這是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程，輥壓和焊接都是在同一臺設(shè)備上進(jìn)行的。通常使用的焊接工藝采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊、等離子弧焊和電阻焊。但是，根據(jù)管材的規(guī)格和客戶的偏好，也可以通過加進(jìn)焊料來焊接。 無縫管通過熱擠壓形成空心管坯，經(jīng)過多道工序生產(chǎn)制造而成。擠壓過程是將帶有一個孔的熱金屬塊（最初是擠壓鋼坯）推進(jìn)并通過一個擠壓模和一個心軸。一般只有一些標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑尺寸的管材可以由鋼坯直接制成。定制尺寸的管材要通過冷拔、搖桿軋輥或者沖模制成，然后再冷拔成最后所需的表面要求和尺寸大小。 通常無縫管和焊管都會在制造過程結(jié)束后進(jìn)行表面處理和熱處理。對于不同的合金，可能包括以下一種或者幾種處理過程：熱精扎、冷精扎、整個管材的冷軋、僅對焊縫的冷軋、退火、亞臨界退火或固溶退火、酸洗（清洗）以及最后的尺寸調(diào)整和拉直。例如，對于用于一般工況的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的無縫和焊管，按照ASTM A269規(guī)定，該管材可以進(jìn)行熱軋或冷軋，并且規(guī)定所有管材都應(yīng)該在進(jìn)行熱處理之后交貨，熱處理所需的溫度根據(jù)指定合金的種類而不同。熱處理極其重要，由于大多數(shù)（即使不是所有）的耐腐蝕合金會由于熱處理不當(dāng)而使耐腐蝕性能受到不利的影響。 值得留意的是，焊管和無縫管之間會存在一些重要的質(zhì)量差異。一般來說，由于擠壓加工及在鋼模上的金屬變形，無縫管比焊管的壁厚公差更大。也是由于這些加工難度，無縫管存在著同心度和橢圓度的題目。相反，由于焊管的加工是對原始帶材的轉(zhuǎn)動、卷起，因此焊管具有非常一致的壁厚和同心度及焊接的精準(zhǔn)重復(fù)的過程。 焊管和無縫管的可用性取決于合金和管材制造商�，F(xiàn)有的無縫管和焊管的合金有碳鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼以及鎳合金。鋯、銅和鋁合金通常出現(xiàn)在無縫管中。焊管還有鈦材，無縫管也有。然而，焊接鈦管和無縫鈦管的本錢和供貨時間之間的差異非常大，無縫鈦管的價格很高并且供貨時間長。

　　二、冷軋和焊縫冷軋的比較：

　　冷軋是指通過拉拔或冷軋管機(jī)對整個管材進(jìn)行軋制。通常，有超過5%的管壁減薄是在冷軋過程中完成的。冷軋的優(yōu)點(diǎn)是可以更加可靠地生產(chǎn)出具有穩(wěn)定、一致的耐腐蝕性的管材產(chǎn)品。冷軋的缺點(diǎn)是比焊縫冷軋更加昂貴和耗費(fèi)時間，導(dǎo)致本錢更高，交貨時間更長。這種差別在碳鋼和不銹鋼材質(zhì)中尤為突出，因此，很多生產(chǎn)商不采用冷軋加工生產(chǎn)這類合金管材。他們通常都沒有冷軋?jiān)O(shè)備，假如用戶有這方面要求的話，他們通常需要外包。值得留意的是，冷軋和焊縫冷軋管材的本錢差別在鎳合金管材中并不明顯，由于一些鎳合金管材供給商已經(jīng)擁有冷軋?jiān)O(shè)備了。 焊縫冷軋是僅對管材的縱向焊縫部分進(jìn)行的冷軋?zhí)幚�。焊縫四周的母材并不進(jìn)行冷軋?zhí)幚怼：缚p冷軋加工可以通過幾種方法來進(jìn)行，包括滾軸模具和搖桿軋輥。焊縫冷軋?zhí)幚淼纳巷L(fēng)在于它是美國焊管制造商的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方法，與對整個管材冷拔相比，本錢低，供貨時間短。缺點(diǎn)是假如加工不當(dāng)?shù)脑�，焊縫冷軋加工將造成管材的焊縫比母材的耐腐蝕性差很多。同樣，焊縫冷拔加工的效果受外形、剖面及焊接質(zhì)量的影響很大。所有這些都可導(dǎo)致不充分或不平整的冷軋，例如焊縫的端部折疊或咬邊，這可導(dǎo)致焊縫過早出現(xiàn)腐蝕。 、

　　事實(shí)上，無論對整個管材的冷軋還是僅對焊縫冷軋都可以使焊管具備良好的耐腐蝕性。使某種特定合金具有良好耐腐蝕性的關(guān)鍵，是要將充分的冷軋和緊接的在適當(dāng)溫度下進(jìn)行適當(dāng)時間的熱處理有機(jī)地結(jié)合起來。

　　三、換熱器管的耐腐蝕試驗(yàn)：

　　由于生產(chǎn)制造存在不確定性，以及終極用戶幾乎對管材加工過程無法控制，因此終極用戶應(yīng)該采用額外的措施來確保管材、焊縫及母材具有足夠的耐腐蝕性能。 典型的奧氏體不銹鋼耐腐蝕性評估試驗(yàn)可以在ASTM A262中找到，ASTM A262給出了很多用于換熱器管的ASTM規(guī)范的補(bǔ)充要求。ASTM A262試驗(yàn)也被大多數(shù)焊管制造商共同采用。ASTM A262也可以用來對鎳合金進(jìn)行耐腐蝕性評估或采用ASTM G28.雙相不銹鋼可以用ASTM A923來進(jìn)行耐腐蝕性評估，ASTM A923可以確定經(jīng)過不恰當(dāng)熱處理所造成的sigma相的形成。 耐腐蝕性評估試驗(yàn)是將經(jīng)過冷軋或焊縫冷軋、熱處理或依需要進(jìn)行敏化處理后的成品管材的樣品，暴露在幾種不同酸溶液或者腐蝕性溶液中一定的時間。在ASTM A262中，有6種不同的試驗(yàn)方法，在ASTM G28中有兩種。管材耐腐蝕性試驗(yàn)包括晶間腐蝕、一般腐蝕和焊縫優(yōu)先腐蝕試驗(yàn)。 假如焊縫未出現(xiàn)優(yōu)先腐蝕，整個樣品的腐蝕率在可以接受的范圍，那么可以確定對焊縫的冷軋和熱處理是充分的足以具有良好的耐腐蝕性能。

　　一個好的耐腐蝕性試驗(yàn)方法是選取最接近管材安裝現(xiàn)場的工作環(huán)境的試驗(yàn)溶液。在很多情況下，通過指定將一種耐腐蝕性試驗(yàn)方法作為管材采購規(guī)格的一部分，可以更輕易節(jié)約本錢；選用質(zhì)量合格卻更便宜的焊縫冷軋管而不是冷拔管可以縮短采購時間。

　　四、工況苛刻性與事故后果的考慮：

　　假如不評估工況的苛刻性以及管材泄漏事故的后果，對焊管和無縫管的選擇就不完全。應(yīng)該考慮到整個工況的腐蝕性、潛伏焊縫腐蝕、潛伏的工藝風(fēng)險(xiǎn)、工藝質(zhì)量和泄漏事故對時間與/或產(chǎn)能的影響。對這些因素的評估將會影響對使用焊管還是無縫管的選擇，以及進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)（NDE）的數(shù)目和進(jìn)行耐腐蝕性評估的必要性。

　　對于工況條件非常好的情況，我們可以以為是低風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境。這意味著即便有泄漏事故發(fā)生，都不會對職員安全、生產(chǎn)質(zhì)量或產(chǎn)量產(chǎn)生有害影響，包括能夠承受進(jìn)水或交叉污染的過程或者即使換熱器不能使用也不影響整個系統(tǒng)運(yùn)行的情況。另外一個較好的低風(fēng)險(xiǎn)例子經(jīng)常被忽略，就是在換熱器管板和管子完全一樣的情況，泄漏很少發(fā)生。在這些應(yīng)用中，最有成效且不犧牲安全和效用的選擇是，選用進(jìn)行過ASTM規(guī)范中所要求的標(biāo)準(zhǔn)非破壞性試驗(yàn)（NDE）的焊管。

　　對于工藝條件很苛刻以及不能發(fā)生故障的情況，我們稱之為中等風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)考慮進(jìn)行額外的非破壞性試驗(yàn)（NDE）或管材耐腐蝕性評估。 最后，高風(fēng)險(xiǎn)的情況就是換熱器的泄漏會對加工設(shè)備、加工質(zhì)量以及環(huán)境和職員安全造成危險(xiǎn)。在加工過程中，水或蒸汽的侵進(jìn)可導(dǎo)致立即停工并可能損壞下游設(shè)備。在這些情況下，很多人偏向選擇無縫而不是焊管。假如要選擇焊管的話，應(yīng)最好指定高于ASTM規(guī)范要求的非破壞性試驗(yàn)（NDE），如氣壓試驗(yàn)或者補(bǔ)充的渦流試驗(yàn)或超聲波試驗(yàn)及耐腐蝕性評估試驗(yàn)。

　　這里有必要指出，一些缺陷不僅會出現(xiàn)在焊管中，無縫管也會有由于制造過程產(chǎn)生母材的缺陷。這些包括折疊、擦傷、撕裂或?qū)盈B。我碰到過幾次無縫管由于制造缺陷而造成的故障和泄漏。這說明無縫管并不是萬無一失的，應(yīng)該對無縫管進(jìn)行和焊管一樣的檢查，并將其作為質(zhì)量控制過程的一部分。通常，無縫管使用超聲波試驗(yàn)及氣壓試驗(yàn)。

　　五、總結(jié)：

　　有關(guān)無縫管和焊管誰更好，誰更可靠的爭論還會繼續(xù)下往，并且可能成為一個沒有答案的題目。事實(shí)上，兩種管材都可以提供合適的使用壽命、耐腐蝕性能及可靠性。關(guān)鍵是要花時間評估工況條件和管材發(fā)生事故的因果關(guān)系。需要謹(jǐn)慎地選擇焊管還是無縫管以及質(zhì)量控制試驗(yàn)規(guī)范，例如非破壞性試驗(yàn)（NDE）、氣壓試驗(yàn)以及追加的耐腐蝕性評估，這將確保管材具備必要的耐腐蝕性能及預(yù)期的使用壽命。