双金属复合管的制备工艺及其性能研究.doc

学科代码 编 号 及其性能研究 学 号： 学生姓名： 导 师： 丁毅 材实验1101 研究方向： 金属表面科学与工程 学 院： 材料科学与工程学院 2014年6月8日 双金属复合管属于新型结构性复合材料，以低成本碳钢为基管，内衬以不锈钢，使之承压且耐蚀，性价比极高，社会经济效益十分显著。本文介绍了当前国内外双金属复合管的制造工艺，重点介绍了机械旋压法与预合金化工艺相结合的双金属复合管复合新工艺，同时研究了冶金热熔合温度与时间对Ni68Cr16Mo8P8中间层结合强度的影响,为复合管的推广应用做出有益的探索。结果表明其最佳热熔合温度为1050℃，最佳热熔合时间为30分钟。 关键词：碳钢/不锈钢 复合材料 制备工艺 结合强度 Ni-Cr-Mo-P 冶金结合 ABSTRACT Double metal composite tube belongs to the new type of structural c omposites, at low cost carbon steel as base tube, lining in stainless steel.It not only was pressure and corrosion resistant but also has high cost performance, significant social and economic benefits. This paper introduces the double metal composite tube manufacturing technology at home and abroad and mainly state the mechanical spinning method combined with pre alloying process of double metal composite tube composite technology.At the mean time, this article studied the influence of metallurgy heat fusion temperature and time for Ni68Cr16Mo8P8 layer bonding strength to make a beneficial exploration for double metal composite tube. The results show that the best heat fusion temperature is 1050 ℃, the best heat fusion time for 30 minutes. KEY WORDS: carbon steel/ stainless steel;composite material; preparation technology bonding strength;Ni-Cr-Mo-P;metallurgical bonding 1前言 近年来，随着经济的发展，人类对资源和能源需求越来越大，而石油、天然气等主要能源的开采都到了中后期阶段，新发现的油田的环境腐蚀性较大，典型的腐蚀环境是三高(高Clˉ、高CO2和高H2S)[1-4]。油气田的集输管道腐蚀主要为Cl‐、CO2和H2S等引起的点蚀，即金属大部分表面不发生腐蚀或者说其腐蚀很轻微，局部某些地方出现腐蚀小孔，然后Clˉ等在孔内塞积形成闭塞电池，从而使腐蚀加速向深处发展的现象。为了解决油气田的腐蚀问题，并兼顾集输管道的经济性，研发了不锈钢/碳钢高耐蚀双金属复合材料。双金属复合管属于新型结构性层状复合材料，由于管道内外介质性能的不同（如腐蚀性），针对性地采用不同的材料制造外管（简称基管）和内管（简称衬管），如图1，并采用离心铸造、爆炸复合、液压复合、机械拉拔和机械旋压等工艺方法将基管和衬管复合而成，基管（一般为碳钢管）价格便宜能承压而衬管（例如不锈钢管）耐蚀。基于双金属复合管性价比极高以及社会经济效益高等特点，在上述石油、化工以及天然气等苛刻工况介质环境条件下的应用和发展尤其具有广阔的市场前景。目前美、英、法、德、日等国家已经取得许多相关研究成果[5]，然而国内双金属复合管的生产工艺一直没能很好解决，如复合管的复合工艺、焊接工艺、结合强度和耐蚀性能，因此双金属复合材料的生产刚刚起步，批量应用尚处于萌芽阶段。本文介绍了当前国内外双金属复合管的制备工艺，重点介绍了机械旋压法与预合金化工艺相结合的双金属复合管复合新工艺，同时通过研究碳钢/不锈钢复合板的结合强度及其耐蚀性能，为复合管的推广应用做出有益的探索