常见双金属复合管及生产方法.docx

常见双金属复合管及生产方法一、常见的双金属复合管有以下几种:内衬铜复合管内衬不锈钢复合管外复不锈钢复合管内衬钛复合管二、双金属复合管生产方法：目前盛行的复合方法有：爆炸复合法、拉拔复合法、液压复合法、机械滚压法等。1）爆炸复合法形成机理：将装配好的内外管放置在水槽内，将集束炸药放置在内衬管轴线上， 通过炸药瞬间生产的爆炸力，引起水槽内水压瞬间增高，瞬间增高的 水压，在瞬间内推动内衬管在直径方向向外扩张，在轴向方向向内收 缩，向外扩张的内衬管在水压的作用下，扩 张置外基管的内表面上，并在水压的作用下，随外基管继续扩张，直至压力消失，复合成形。特点: 一次性瞬间成形。 各点的压力基本相同。影响复合品质的因素： 由于外基管内表面不规则，造成外基管壁厚不均匀。受双金属复合管成形基理的限制，要使外基管处于弹性变形范 围，不 均匀的外基管壁厚，使得批量生产，在装填炸药时，用量上受到限制。药量大了，瞬间冲击波大，外基管易发生永久 变形，甚至不安全，使 得结合力反而下降；药量小了，冲击力 小，内衬管达不到一次性充分 塑性变形，导致双金属复合管结合力小。通常为0.5MPa左右。由于 爆炸成形工艺的特点，导 致内衬管轴向方向向内收缩。为了保证管口 整圆，不得不进行 二次校正。 由于结合力小，使得内外管环状结合面间隙大，内衬管在管端焊接处，将反复承受介质输送过程中，压力交替变化的扭动、折 弯，致使连接处出现材料疲劳、开裂，导致耐腐蚀性能下降一（折翘 现象）。 由于装填炸药用量上受到限制，内衬管达不到充分的塑性变形。由于冲击波产生的反作用力小，内衬管内表面压应力达不到充分的体 现，内衬管直缝焊接处仍处于拉应力状态。致使内衬管表面整体， 尤其是直缝焊接处，抗热应力腐蚀的能力下降。2）拉拔复合法形成机理：将装配好的内外管，通过一个带有锥度的（通常锥度为1:25、1:50），最大轮廓外圆尺寸固定的模具，沿内衬管轴线拉拔前行。通过拉拔模具挤压、扩张的方式，将内衬管在直径方向复合到外 基管的内表面上，并通过继续扩张使外基管也处于弹性变形的范围 内。当外力去除后，内衬管呈塑性变形无法收缩，外基管处于弹性变 形呈收缩趋势，但受内衬管的限制，外基管内表面强力的嵌合在内衬 管的外表面上，复合成形。特点： 生产工艺比较简单，价格较便宜。 复合管内表面圆整度好。影响品质的因素：由于外基管内表面形状不规则，不平高度影响了模具轮廓最大外圆 尺寸全行程的通过。拉拔模具最大轮廓是机械加工的整圆，必须沿轴心线平行前行。模 具与内衬管的材质为硬钢于软钢，在拉拔扩张过程中，模具嵌入在内 衬管内表面中。当外基管不规则的内表面影响拉拔模具通过时，会造 成拉拔模具轴线与内衬管轴线形成夹角，扩大了模具最大轮廓直径。 当出现对称的不平高度时，由于作用在拉拔模具上的力，在360度方向上是对称的，这样就会造成拉拔模具无法避让。两种现象都会使内衬管受挤压处弯曲变 形加大，造成拉拔模具最大轮廓处，切削内衬管表面，引起表 面光洁度的破坏，甚至无法通过。这种状况在复合较大直径的 双金属复合管时更为明显。为了保证表面品质和功效，通常采用减小拉拔模具最大轮廓尺寸，因此复合后的双金属复合管结合力小。通常仅为0.20.3MPa之间。 由于结合力低使得内外管环状结合面间隙大，内衬管在管端焊接处将反复承受介质输送过程中，压力交变的扭动、折弯，致使连接处出现材料疲劳、开裂，导致耐腐蚀性能下降一（折翘现 象）。 由于内衬管没有达到充分的塑性变形，内衬管内表面由作用力与反作用力产生的表面压应力，达不到充分的体现，表面压应力几乎没有反映。此时，内衬管中直缝焊接处仍处于拉应力状态，因此内衬管表面整体，尤其是直缝焊接处，抗热应力腐 蚀能力下降。另外，采用拉拔工艺，拉拔模具呈直线运动，内 衬管表面始终处于拉应力状态，界面非扩散结合，只是依靠对外层进行的冷加工来获得紧配合。因此冷加工复合管如果遭遇高温就有分层倾向，复合管会因应力释放而失效，这就限制了该冷加 工管只能在较低温度的环境中使用。3）水压复合法形成机理：将装配好的内外管完全密封一呈密闭长筒，再将液体注入筒内，逐步 加压筒内的液体，使得内衬管逐步的在直径方向向外扩张，在轴向方 向向内收缩。通过连续逐步施压，使得内衬管最终达到塑性变形，外 基管仍处于弹性变形范围内，当通过压力表判定内外管已达到塑性变 形，外基管处于弹性变形要求时，施放压力，复合形式。特点： 逐步加压成形。 密闭长筒内各点压力相同。影响复合品质的因素：外基管内表面不规则，造成外基管壁厚不均匀。由于在批量生产过程中，对密闭长筒内的液体作微量调压，控制其最 大压力则成为生产过程中的“瓶颈”。由于液体在微量调节时受调节“滞后特性”以及压力“超调特性”的 影响，为了保证外基管不至于产生塑性变形，甚至破裂，调节时不得 不降低施加的压力，尽量避免微量调节。致使内衬管达不到充分塑性变形一导致双金属复合管结合力小。通常0.5Mpa。由于液压成形工艺的特点，导致内衬管轴向方向向内收 缩。为了保证管口整圆，不得不进行二次校正。由于结合力小，使得内外管环状结合面间隙大，内衬管在管端焊接 处，将反复承受介质输送过程中，压力交替变化的扭动、折弯，致使 连接处出现材料疲劳、开裂，导致耐腐蚀性能下降一（折翘现象）。4）机械滚压法形成机理：内衬不锈钢复合管材的复合技术是根据金属材料的弹塑性变形特性 复合而成的。即利用外基管（碳钢管）弹性变形范围大，利用内衬管（不锈钢管）屈服强度低的特性。在旋压机具螺旋进给的挤压下，使 内衬管连续局部塑性变形，外基管始终保持在弹性变形范围之内。当 外力去除后，外基管弹性收缩，内衬管由于已呈塑性变形无法收缩。 从而达到内衬管外表面强力的嵌合在外基管的内表面中，复合成型。滚压复合的优点：经过螺旋滚压技术对管材内壁进行了滚压，冷作硬化提高了内层金属 材料的硬度，从而提高了管材的耐磨性流体的畅通性。由于滚压模具直径 调节为大于基管内径0.3-0.5mm，使内层金属管产生较大的塑性变形，而外 管弹性变形，使内管紧密地贴合在外层管的内壁上，压力消失后基管恢复使 基管与内衬管能够以较高的强度结合在一起。