不銹鋼U型管橢圓度超標(biāo)應(yīng)該從標(biāo)準(zhǔn)界定、成因分析、修正技術(shù)及預(yù)防策略四個(gè)維度系統(tǒng)應(yīng)對(duì)。
根據(jù)行業(yè)規(guī)范,不銹鋼U型管在彎頭處的橢圓度應(yīng)嚴(yán)格控制在原始管外徑的10%以內(nèi)。這一標(biāo)準(zhǔn)基于管道系統(tǒng)對(duì)接的密封性要求,當(dāng)橢圓度超標(biāo)時(shí)會(huì)導(dǎo)致法蘭面接觸不均,引發(fā)介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
制造工藝缺陷是橢圓度超標(biāo)的主要誘因,主要表現(xiàn)為冷拔工序模具磨損?導(dǎo)致管材截面變形,當(dāng)模具圓度誤差超過0.02mm時(shí),成品管橢圓度會(huì)超標(biāo)2-3倍。焊接熱影響區(qū)(HAZ)的晶粒粗化現(xiàn)象同樣關(guān)鍵,2205雙相不銹鋼焊接時(shí)若層間溫度超過150℃,熱影響區(qū)硬度會(huì)升至290HV以上,引發(fā)局部收縮變形。此外,夾具設(shè)計(jì)不當(dāng)(如夾緊力超過50N/mm2)會(huì)使薄壁管產(chǎn)生永久性塑性變形,某石化裝置中因此導(dǎo)致的橢圓度偏差達(dá)12%。
對(duì)于橢圓度已超標(biāo)的不銹鋼U型管,機(jī)械矯正?需采用漸進(jìn)式施壓方案:使用液壓千斤頂在橢圓度最大處施加壓力,每次調(diào)整量不超過0.5mm,矯正后需進(jìn)行100%渦流檢測(cè)。熱處理修正則適用于彎曲半徑<5D的管段,需在保護(hù)氣氛中加熱至1050-1100℃后快速水淬,此工藝可使變形量降低60-80%。焊接變形管件可采用?應(yīng)力退火?處理,在650-750℃保溫2小時(shí)消除殘余應(yīng)力,但需注意此方法會(huì)使材料屈服強(qiáng)度下降約15%。
預(yù)防橢圓度超標(biāo)則要在制造階段優(yōu)化冷拔工藝參數(shù),將道次變形量控制在20-25%范圍內(nèi),并定期檢測(cè)模具圓度(每周至少1次)。焊接過程需采用脈沖TIG工藝,將熱輸入量限制在0.8-1.2kJ/mm,配合背面氬氣保護(hù)(流量≥15L/min)。運(yùn)輸存儲(chǔ)環(huán)節(jié)需使用V型支架固定管材,支撐間距不超過1.5倍管徑,避免堆疊高度超過1.2米導(dǎo)致自重變形。
某核電站的實(shí)踐表明,通過上述措施可使U型管橢圓度合格率從82%提升至98.5%。