304 無縫管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材,一般采用 304 不銹鋼制造,其常見牌號及執(zhí)行標準如下:
牌號
美標:ASTM A240/A240M - 17a 標準中為 304 和 304L,其中 304L 碳含量更低,更適用于焊接等需要控制碳含量的場合。
歐標:EN 10088 - 2:2005 標準中為 1.4301(對應 304)和 1.4306(對應 304L)。
德標:在 DIN 17440 標準中,304 對應的牌號是 X5CrNi18 - 10,304L 對應的是 X2CrNi18 - 9。
國標:GB/T 20878 - 2007 標準中,304 對應的是 06Cr19Ni10,304L 對應的是 022Cr19Ni10。舊國標中,304 對應的是 0Cr18Ni9,304L 對應的是 00Cr18Ni10。
執(zhí)行標準
國標
GB/T 14976 - 2012:《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》,適用于流體輸送用不銹鋼無縫鋼管,規(guī)定了鋼管的尺寸、外形、重量、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、標簽、包裝等內(nèi)容。
GB/T 13296 - 2013:《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》,主要用于鍋爐和熱交換器領域,對鋼管的高溫性能、耐腐蝕性等有更嚴格的要求,除了化學成分和力學性能外,還規(guī)定了鋼管的壓扁試驗、擴口試驗、晶間腐蝕試驗等項目。
美標
ASTM A312/A312M - 17:《無縫和焊接奧氏體不銹鋼公稱管》,涵蓋了無縫和焊接的奧氏體不銹鋼管,包括機械性能、化學成分、制造工藝、試驗方法等方面的要求,廣泛應用于各種工業(yè)領域,如石油、化工、制藥等。
ASTM A213/A213M - 17:《鍋爐、過熱器和換熱器用無縫鐵素體和奧氏體合金鋼管子》,主要針對鍋爐、過熱器和換熱器等高溫設備用的無縫鋼管,對鋼管的高溫強度、抗氧化性和耐腐蝕性有嚴格規(guī)定。
歐標
EN 10216 - 5:2014:《壓力用無縫鋼管。技術交貨條件。第 5 部分:不銹鋼》,規(guī)定了壓力用不銹鋼無縫鋼管的技術要求,包括尺寸、公差、材料、制造工藝、檢驗和試驗等方面,適用于各種承受壓力的管道系統(tǒng)。
EN 10297 - 2:2005:《機械和一般工程用途的無縫圓鋼管。第 2 部分:不銹鋼》,主要用于機械和一般工程用途的不銹鋼無縫鋼管,對鋼管的力學性能、表面質(zhì)量和尺寸精度等方面有明確要求。
304 無縫管的公稱直徑是一種用于表示管道尺寸的標準數(shù)值,它既不是管道的內(nèi)徑,也不是外徑,而是一個接近管道內(nèi)徑的整數(shù)。以下是關于 304 無縫管公稱直徑的詳細介紹:
表示方法
公稱直徑通常用字母 “DN” 后面緊跟一個數(shù)字來表示,例如 DN15、DN20、DN50 等,單位為毫米(mm)。
與實際尺寸的關系
對于小口徑的 304 無縫管,公稱直徑往往接近其內(nèi)徑。例如,DN15 的無縫管,其外徑一般為 21.3mm,內(nèi)徑約為 15.7mm;DN20 的無縫管,外徑為 26.9mm,內(nèi)徑約為 20.9mm。
隨著管徑的增大,公稱直徑與實際內(nèi)徑、外徑的差值會逐漸增大。例如,DN100 的無縫管,外徑是 108mm,內(nèi)徑約為 100.4mm;DN200 的無縫管,外徑為 219.1mm,內(nèi)徑約為 202.7mm。
作用
便于設計和施工:在管道系統(tǒng)的設計和施工中,使用公稱直徑可以統(tǒng)一管道、管件、閥門等部件的尺寸標準,方便設計人員進行選型和計算,也便于施工人員進行管道的安裝和連接。只要公稱直徑相同的管道和管件,一般情況下都能相互連接和配合使用。
簡化規(guī)格種類:如果按照實際的內(nèi)徑和外徑來區(qū)分管道尺寸,會出現(xiàn)非常多的規(guī)格,這會給生產(chǎn)、采購、儲存和管理帶來很大的不便。公稱直徑的規(guī)定簡化了管道的規(guī)格種類,使得管道系統(tǒng)的設計、制造和使用更加規(guī)范化和標準化。
304 無縫管的化學成分主要由碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、鉻(Cr)、鎳(Ni)等元素組成,以下是各元素的含量范圍及作用:
化學成分含量(%)
碳(C):≤0.07(304L 的碳含量≤0.03)。碳含量越低,越有利于提高不銹鋼的耐晶間腐蝕性能。
硅(Si):≤1.00。硅能提高鋼的強度和硬度,同時在一定程度上增強鋼的抗氧化性和耐腐蝕性。
錳(Mn):≤2.00。錳可以提高鋼的強度和韌性,同時在煉鋼過程中起到脫氧和脫硫的作用。
磷(P):≤0.045。磷是一種有害元素,含量過高會使鋼的脆性增加,尤其是在低溫下容易發(fā)生脆斷。
硫(S):≤0.030。硫也是一種有害元素,會降低鋼的韌性和耐腐蝕性,使鋼在加工過程中容易產(chǎn)生裂紋。
鉻(Cr):18.0 - 20.0。鉻是不銹鋼中重要的合金元素之一,能在鋼表面形成一層致密的氧化膜,提高鋼的耐腐蝕性和抗氧化性。
鎳(Ni):8.0 - 11.0。鎳可以提高鋼的韌性、耐腐蝕性和低溫性能,同時與鉻配合,進一步增強不銹鋼的耐蝕性和抗氧化性。
各元素的作用
鉻和鎳:是決定 304 無縫管耐腐蝕性的關鍵元素。它們相互配合,在鋼材表面形成穩(wěn)定的鈍化膜,阻止氧氣、水等與鋼材基體接觸,從而防止腐蝕的發(fā)生。鉻還能提高鋼的抗氧化性,使其在高溫環(huán)境下也能保持較好的穩(wěn)定性。鎳則能增強鋼的韌性和延展性,使鋼材在不同環(huán)境下都能保持良好的機械性能。
碳:雖然碳含量較低,但它對鋼材的強度和硬度有一定影響。在不影響耐腐蝕性的前提下,適當提高碳含量可以提高鋼材的強度。然而,碳含量過高會導致鉻的碳化物析出,降低鋼的耐晶間腐蝕性能,因此需要嚴格控制。
硅和錳:主要起強化作用,能提高鋼材的強度和硬度。硅還能增強鋼的抗氧化性,錳在煉鋼過程中起到脫氧和脫硫的作用,提高鋼材的純凈度,進而改善鋼材的質(zhì)量和性能。
磷和硫:是雜質(zhì)元素,對鋼材的性能有負面影響。磷會使鋼材的脆性增加,尤其是在低溫下容易導致冷脆現(xiàn)象;硫會降低鋼材的韌性和耐腐蝕性,使鋼材在加工過程中容易產(chǎn)生熱裂紋,因此要嚴格控制其含量。
304 無縫管的熱軋過程主要包括坯料準備、加熱、穿孔、軋制、定徑、冷卻及精整等多個環(huán)節(jié),具體如下:
坯料準備:一般選用 304 不銹鋼鋼錠或連鑄坯作為坯料。坯料的質(zhì)量對無縫管的終質(zhì)量至關重要,因此要對坯料進行嚴格的檢驗,確保其化學成分符合要求,無明顯缺陷,如裂紋、氣孔、夾雜物等。同時,根據(jù)生產(chǎn)需要,將坯料加工成合適的尺寸和形狀,以便后續(xù)的加熱和軋制工序。
加熱:將準備好的坯料放入加熱爐中進行加熱。加熱的目的是提高坯料的塑性,降低其變形抗力,以便在軋制過程中能夠順利地實現(xiàn)金屬的塑性變形。加熱溫度通??刂圃?1100 - 1200℃左右,在此溫度范圍內(nèi),304 不銹鋼的組織處于奧氏體狀態(tài),具有良好的熱加工性能。加熱過程中要嚴格控制加熱速度、加熱時間和爐內(nèi)氣氛,確保坯料加熱均勻,避免出現(xiàn)過熱、過燒等缺陷。
穿孔:加熱后的坯料被輸送到穿孔機上進行穿孔。穿孔機的主要作用是將實心的坯料穿成空心的毛管。穿孔過程中,坯料在穿孔機的軋輥和頂頭的作用下,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和前進運動,同時受到軋輥的徑向壓力和頂頭的軸向壓力,使坯料中心部位形成孔腔,逐漸被穿成空心的毛管。穿孔工序是無縫管生產(chǎn)中的關鍵工序之一,穿孔質(zhì)量直接影響到后續(xù)工序的順利進行和無縫管的終質(zhì)量。因此,要調(diào)整穿孔機的各項參數(shù),如軋輥的轉(zhuǎn)速、頂頭的位置和形狀等,以毛管的內(nèi)孔尺寸精度和表面質(zhì)量。
軋制:穿孔后的毛管需要進一步通過軋制工序來減小壁厚、增加長度,并改善鋼管的內(nèi)部組織和性能。常用的軋制方法有連軋、限動芯棒軋管等。在軋制過程中,毛管在多個軋輥的作用下,金屬不斷地被壓縮和延伸,壁厚逐漸減薄,長度逐漸增加。同時,通過控制軋制溫度、速度和壓下量等參數(shù),可以使鋼管的組織更加致密均勻,提高其力學性能。軋制后的鋼管尺寸精度和表面質(zhì)量有了較大提高,但仍需進行后續(xù)的精整工序。
定徑:定徑是熱軋無縫管生產(chǎn)中的后一道主要工序,其目的是獲得尺寸精度符合要求的鋼管。經(jīng)過軋制后的鋼管,其外徑可能存在一定的偏差,通過定徑機對鋼管進行軋制,可以將鋼管的外徑地控制在規(guī)定的公差范圍內(nèi)。定徑機通常由多個機架組成,每個機架上裝有一對軋輥,鋼管在軋輥的作用下通過定徑機,實現(xiàn)外徑的調(diào)整。定徑過程中要根據(jù)鋼管的規(guī)格和質(zhì)量要求,合理選擇定徑機的軋輥尺寸和軋制參數(shù),以確保定徑效果。
冷卻:經(jīng)過定徑后的鋼管需要進行冷卻,以防止鋼管在高溫下長時間停留導致組織性能發(fā)生變化,同時也為了便于后續(xù)的精整和加工。冷卻方式通常有自然冷卻、風冷和水冷等。自然冷卻速度較慢,適用于對冷卻速度要求不高的情況;風冷是通過風機向鋼管表面吹風,加速鋼管的冷卻,冷卻速度適中;水冷則是利用水直接對鋼管進行冷卻,冷卻速度快,但需要注意控制冷卻速度和均勻性,以免鋼管產(chǎn)生過大的內(nèi)應力或表面出現(xiàn)裂紋等缺陷。
精整:冷卻后的鋼管需要進行精整,包括矯直、切頭、酸洗、檢驗等工序。矯直是為了消除鋼管在軋制和冷卻過程中產(chǎn)生的彎曲,使其達到規(guī)定的直線度要求;切頭是將鋼管兩端的不規(guī)整部分切除,鋼管兩端的平整度和尺寸精度;酸洗是為了去除鋼管表面的氧化皮和鐵銹,提高鋼管的表面質(zhì)量;檢驗則是對鋼管的尺寸、外觀、力學性能、化學成分等進行全面的檢測,確保鋼管符合相關的標準和客戶的要求。經(jīng)過精整后的 304 無縫管就可以包裝入庫,等待發(fā)貨。
衛(wèi)生管主要用于食品、飲料、制藥、化妝品等對衛(wèi)生要求較高的行業(yè),其生產(chǎn)工藝與普通 304 無縫管有一些不同之處,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
原料選擇
高純度原料:衛(wèi)生管通常采用更高純度的不銹鋼原料,如 304L 或 316L 等材質(zhì),以減少雜質(zhì)含量,降低在使用過程中析出有害物質(zhì)的風險。這些材質(zhì)具有更好的耐腐蝕性和衛(wèi)生性能,能夠滿足嚴格的食品衛(wèi)生和藥品生產(chǎn)標準。
坯料:對坯料的表面質(zhì)量和尺寸精度要求更高,坯料表面應無明顯缺陷,如裂紋、砂眼、氣孔等,以確保后續(xù)加工過程中管材的質(zhì)量,減少因表面缺陷導致的細菌滋生和產(chǎn)品污染問題。
生產(chǎn)加工
冷拔或冷軋工藝:為了獲得更高的尺寸精度和表面質(zhì)量,衛(wèi)生管大多采用冷拔或冷軋工藝進行生產(chǎn)。這些工藝可以使管材的內(nèi)外表面更加光滑,粗糙度更低,減少物料在管道內(nèi)的附著和殘留,便于清潔和消毒。與熱軋工藝相比,冷加工后的管材組織更加致密,力學性能也更好,能夠更好地滿足衛(wèi)生管的使用要求。
加工設備:生產(chǎn)衛(wèi)生管需要使用的加工設備,以管材的尺寸精度和圓度。例如,在冷拔過程中,采用的模具和拉拔設備,控制管材的外徑、壁厚和直線度,使其偏差控制在極小的范圍內(nèi)。同時,在管材的切割、焊接等環(huán)節(jié),也需要使用的設備,確保管材的連接質(zhì)量和密封性。
在線檢測:在生產(chǎn)過程中,會增加在線檢測環(huán)節(jié),如采用超聲波檢測、渦流檢測等無損檢測技術,對管材進行實時檢測,及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷和表面裂紋等問題,產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。此外,還會對管材的尺寸、圓度、直線度等指標進行在線測量和監(jiān)控,以便及時調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),確保產(chǎn)品符合衛(wèi)生管的標準要求。
表面處理
電解拋光:衛(wèi)生管通常會進行電解拋光處理,這是一種通過電化學作用使管材表面達到鏡面效果的處理方法。經(jīng)過電解拋光后,管材表面的粗糙度可以降低到 Ra0.2μm 以下,甚至更低,大大提高了表面的光潔度和耐腐蝕性,使細菌難以附著和滋生,同時也便于清洗和消毒,能夠有效防止食品、藥品等在生產(chǎn)過程中受到污染。
鈍化處理:鈍化是一種在管材表面形成一層致密氧化膜的處理方法,能夠提高管材的耐腐蝕性和抗氧化性。對于衛(wèi)生管來說,鈍化處理可以進一步增強其表面的穩(wěn)定性,防止管材在使用過程中與外界介質(zhì)發(fā)生化學反應,從而產(chǎn)品的衛(wèi)生性能和質(zhì)量安全。
清潔與包裝
嚴格的清潔流程:衛(wèi)生管在生產(chǎn)完成后,需要經(jīng)過嚴格的清潔流程,去除表面的油污、鐵屑、灰塵等雜質(zhì)。通常會采用的清洗劑和清洗設備,對管材進行浸泡、沖洗和吹干等處理,確保管材內(nèi)部和外部的清潔度達到衛(wèi)生標準要求。
無菌包裝:為了防止在運輸和儲存過程中受到污染,衛(wèi)生管一般會采用無菌包裝方式。常見的包裝材料有塑料薄膜、紙盒等,這些包裝材料需要經(jīng)過消毒處理,并且具有良好的防潮、防塵和防菌性能,以管材在交付使用前始終保持良好的衛(wèi)生狀態(tài)。
定做 304 無縫管的周期通常受到多種因素影響,一般情況下,常規(guī)規(guī)格、批量較大的訂單生產(chǎn)周期可能在 15 - 30 天左右;對于特殊規(guī)格、小批量或有特殊要求的訂單,生產(chǎn)周期可能會延長至 30 - 60 天,甚至更長。以下是具體分析:
訂單規(guī)格和數(shù)量
常規(guī)規(guī)格:如果定做的 304 無縫管是市場上常見的規(guī)格,且訂單數(shù)量較大,生產(chǎn)廠家通??梢岳矛F(xiàn)有的生產(chǎn)設備和工藝進行批量生產(chǎn)。在原材料供應充足的情況下,一般 15 - 30 天可以完成生產(chǎn)。
特殊規(guī)格:若定做的無縫管規(guī)格較為特殊,如非標準的外徑、壁厚或長度,廠家可能需要調(diào)整生產(chǎn)設備、模具,甚至重新設計生產(chǎn)工藝,這會增加生產(chǎn)準備時間。此類訂單的生產(chǎn)周期可能會延長至 30 - 60 天。
原材料供應
常規(guī)材料:如果 304 不銹鋼原材料供應充足,且生產(chǎn)廠家有一定的庫存,那么可以較快地投入生產(chǎn)。但如果市場上原材料供應緊張,廠家需要時間采購原材料,這會使生產(chǎn)周期延長。
特殊要求材料:對于有特殊化學成分或性能要求的原材料,可能需要向特定的供應商定制采購,采購周期會更長,從而導致整個定做周期延長。
生產(chǎn)工藝復雜程度
普通工藝:采用常規(guī)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的無縫管,生產(chǎn)流程相對簡單,質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)也較為常規(guī),生產(chǎn)周期相對較短。
特殊工藝:若訂單有特殊的生產(chǎn)工藝要求,如特殊的熱處理、表面處理或的尺寸控制要求等,需要額外的生產(chǎn)工序和更嚴格的質(zhì)量控制,生產(chǎn)周期會相應增加。
廠家生產(chǎn)排期
淡季:如果在生產(chǎn)廠家的業(yè)務淡季,生產(chǎn)設備和人力相對充足,定做無縫管的生產(chǎn)可以較快安排,周期可能較短。
旺季:在業(yè)務旺季,廠家訂單較多,生產(chǎn)設備和人力都處于滿負荷或高負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài),此時定做無縫管可能需要排隊等待生產(chǎn),生產(chǎn)周期會受到影響而延長。
質(zhì)量檢驗要求
常規(guī)檢驗:按照普通標準進行質(zhì)量檢驗的訂單,檢驗流程相對簡單,生產(chǎn)周期受影響較小。
嚴格檢驗:若客戶對無縫管的質(zhì)量檢驗要求非常嚴格,如需要進行多種無損檢測、的力學性能測試等,會增加檢驗時間和成本,導致整個定做周期延長。