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奥氏体不锈钢管应用领域非常广泛,但随着石油、化工、能源、电力等工业的发展,对奥氏体不锈钢管提出了更高的综合性要求.在高温条件下,钢的力学性能及力学行为和温度及时间密切相关。这些数理模型的完成也是对奥氏体不锈钢管设计系统的补充。
  奥氏体的固溶强化不同于铁素体的固溶强化规律。溶质原子在晶格中造成球面对称畸变,并且影响了奥氏体的层错能,形成铃木气团。一般情况下,各合金元素对奥氏体的影响规律是线性的,其中,间隙原子N、C强化作用,置换式铁素体形成元素Mo、V、Si等次之,置换式奥氏体形成元素Mn、Co等弱。
  Ni是起固溶软化作用的。关于奥氏体不锈钢管室温强度计算公式较多。分析了88种18Cr-8Ni型奥氏体不锈钢管中合金元素对室温强度的影响,用统计回归方法得到的经验计算式。理论上除了合金元素对强度有影响外,还有晶粒大小、孪晶数量、第二相等也有影响。
  但由于基体是FCC结构,有影响但不是很大。而且,实际很多文献中试验结果都缺少晶粒尺寸、孪晶数量等数据。在耐热奥氏体不锈钢管的一般标准中,其晶粒尺寸一般都在6-9级,差别不是很大。一般情况下,孪晶的作用很小。因此,在建立有关计算公式时,为简化,可不考虑晶粒尺寸、孪晶数量等因素。
  在计算时注意了钢的固溶组织在室温下应为奥氏体。献表达式验算,所有奥氏体不锈钢管在高温固溶时无δ铁素体,并且马氏体相变点Ms、Mεs均低于室温。奥氏体钢的室温强度主要取决于C、N,其他置换元素影响较小。钢的室温强度是合金元素的函数,钢的强度随温度升高而降低,呈指数规律变化。




在石油工业中,奥氏体不锈钢管焊缝结构也被广泛的采用,如勘探钻井设备中的厚壁无磁钻铤,壁厚一般在30~100mm之问;炼化行业中,大型的炼厂加工设备,除了壳层不用不锈钢管外,其加热炉管、冷凝管、循环及输送管,也多存在奥氏体不锈钢管焊缝结构。
  此外,厚板奥氏体不锈钢管焊缝结构还广泛应用于化学工业、造纸工业、精炼油工业、食品工业,纤维工业和原子能发电等领域。超声波检测虽然具有很强的适应性,但由于奥氏体不锈钢管焊缝的特殊结构,使得超声在检测奥氏体不锈钢管焊缝时遇到了诸多难点。
  不锈钢管母材晶粒度普遍比碳钢大。超声波的散射衰减随平均晶粒度的增大而增大,当晶粒度在3#以下(平均晶粒直径在0.125mm以上)时,散射衰减明显,因而有可能得不到足够的噪比。而且,超声波在的奥氏体组织中传播时,被晶粒散射的超声波有部分会返回,在示波屏上出现噪声 即草状回波。
  此草状回波的出现还与有关,即相关于波长与晶粒大小的比值。不仅如此,奥氏体不锈钢管焊缝与母材相比,晶粒尺寸更大、组织结构呈现出更为显著的各向,超声波在奥氏体焊缝中的传播规律也发生了较大变化。一般,奥氏体焊接金属是取向整齐的柱状晶组织,柱状晶层层叠叠大致沿壁厚方向成长。



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