双金属不锈钢复合管的生产工艺汇总

双金属不锈钢复合管的生产工艺汇总

金属复合管是采用复合技术，通过两种不同材质金属材料的机械性能旋压嵌套复合至一起，双金属复合管基本原理：外基管负责承压和管道刚性支撑的作用，内衬管承担耐腐蚀的作用。我们来汇总一下双金属复合管到底怎样形成的，它的生产工艺有哪些。

一、双金属不锈钢复合管的热成型法

1、爆炸成形

爆炸成形法是利用炸药爆炸产生的冲击波，使两搭接的金属表面实现固相焊接的方法。金属复合管的爆炸成形法一般有两种：一种是间接法，既先把通过爆炸成形法得到两种金属复合板，再经热轧、冷轧成复合带，然后在焊管机组上进行连续辊式成型、焊接以得到复合金属管；

另一种方法是直接法，其方法是先把基管和覆管组装成复合管坯，管内炸药爆炸的冲击波使内管发生塑性变形紧贴在外管上。但是采用该法比较危险，需要专用的场地，技术要求高，对精确计算炸药量需要有相当的经验。

2、挤压成形

它是将两种或两种以上的金属组成的大直径复合管坯料加热到1200℃左右，然后通过由模具和心轴组成的环状空间进行挤压。当挤压坯料截面缩减到10∶1时，极高的挤压压力和温度会在界面处产生“压力锻”的焊接效应，促进界面间的快速扩散和充分结合复合挤压法特别适合于热加工性能差、塑性低的高合金金属的加工复合。

例如碳钢、不锈钢和高镍合金钢管材的复合。

二、冷成型法

冷成型制造工艺的基本特征是将预加工好的薄壁不锈钢管套入碳钢管中,然后通过机械方法使不锈钢管紧紧贴合在碳钢内壁上。薄壁不锈钢管有两种获得途径:一种是通过选择合适规格的无缝不锈钢管,通过旋压的方法使之变薄,达到要求的外径和厚度;一种是用薄的不锈钢板或钢带在专用的制管机上用TIG焊接成直缝或螺旋缝不锈钢管。采用拉拔、胀接、旋压和滚压等方法使不锈钢管紧紧贴合在碳钢内壁上,其中拉拔和胀接最为常用。拉拔是取两根分别制成的无缝钢管,将一根套在另一根外面,然后将两管通过一模具同时进行拉拔,从而实现紧配合的机械结合。这种管的优点是生产工艺比较简单,价格较便宜。缺点是界面非扩散结合,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]。胀接分机械胀接和液压胀接两种。机械胀接[4]是目前生产不锈钢复合管的一种主要方法,它是利用滚胀心轴回转挤压使复合管内管发生塑性变形,外管发生弹性变形,从而使复合管的外管对内管产生残余应力,以达到复合管内外壁的紧密贴合。液压胀接原理与机械胀接相同,只是用管内高压水施压代替滚胀心轴回转挤压。机械胀接时胀接力大小难以确定,易发生欠胀或过胀,且多次滚胀易造成衬里开裂。液压胀接时胀接力均匀且大小可进行计算，因此更具优越性。两种胀接法的共同缺点是内外层只是机械结合,和拉拔成型一样,在高温环境下会因产生应力松弛而分层失效。

三、离心铸造和离心铝热剂法

当应用液态金属进行表面堆敷时,采用离心技术可消除复合层容易出现的气孔和夹杂。这时, 熔化金属中密度低的渣、杂质和气体上升到表面,而较重的金属成分下沉,在管壁上形成一致密层,从而提高熔敷质量和再现性。

离心铸造是为适应海洋油气的生产而开发的,适用于制造内衬金属熔点低于外层金属熔点的复合管。

离心铝热剂法实质是在离心力场中引起铝热反应。可以利用它制备耐蚀耐磨涂层,也可以对安全性要求苛刻的工程组件进行快速焊接。管道复合时,先将金属铝粉和其它金属氧化物粉末混合均匀,浇入管内,然后将管子旋转,在离心力作用下,粉末如液体一样流动,在整个内表面形成一均匀涂层。点燃后,放热反应在几秒钟内就可达到焊接或堆敷的温度。

四、爆炸焊成型法

爆炸焊是依靠炸药爆炸产生连接金属所需的压力,使两搭接表面实现固相焊接的方法，广泛用于生产各种复合板,基体的两侧都可以进行复合。很多情况下,爆炸复合板进一步轧成较薄的板,再进行其它产品的生产。例如,不锈钢碳钢复合管就常采用这种工艺,爆炸焊合的复合板经热轧、冷轧成复合带,然后在焊管机组进行连续辊式成型,最后通过焊接生产直缝焊管和螺旋管，利用爆炸焊也可以直接生产复合管。这时是靠炸药爆炸产生的冲击波,使内管发生塑性变形,紧贴外管[4]。该方法的主要缺点是,对尺寸较长的复合管炸药量很难准确确定,而且具有一定的危险性。利用爆炸成型,覆层可小于0.2mm,熔合比最小可达到5%;覆层紧密,产品适用性强。另外,利用爆炸焊可实现多种金属间的连接,有些是采用其它方法不能实现的。还可实现三种以上金属的组合。

四、堆焊成型法

堆焊是较早使用的制作复合金属的方法,它是用熔焊、钎焊、热喷涂、喷熔等方法，在工件表面堆敷一层具有特定性能材料的工艺过程。堆焊包括硬质堆焊和金属喷涂,前者指利用熔化技术使金属表面熔敷上另外一层金属,后者则是将微细的金

属颗粒沉积到金属表面。

五、电磁成型法

电磁成型工艺属于高能加工范畴,是很有发展前途的。它是利用瞬间的高压脉冲磁场迫使金属产生塑性变形,管件电磁成型原理。当高压直流电源对高压脉冲电容器充电,电压达到隔离开关的临界击穿电压时,隔离间隙被击穿,电容器将储存的全部能量加在线圈上,由此在线圈上几微秒的瞬间通过很大的电流,从而产生强脉冲磁场。放置在线圈外的管材金属就会感应反方向电流,而产生的反向磁通阻止磁通穿过管材金属,迫使磁力线密集在线圈和管材金属的间隙内,密集的磁力线具有扩张的特性,使管材金属表面各部分受到巨大的冲击压力,在几微秒内就可与模具或另外一管材进行撞合。

与常规压力加工方法相比,电磁成型制造的复合管其包覆层与基体间的界面与爆炸焊相似,呈波浪状,压接质量好。结合处不仅有塑性流动,而且局部出现熔合。与爆炸焊相比,电磁成型的噪音小、效率高、不需复杂的安全设备。与常规焊接方法相比,可无缺陷连接性质迥异的两种金属。电磁成型仅适于加工铜或铝等强度低、导电性高的材料。