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12mm及以上管道冷弯工艺评定 压力管道元件的制造单元主要对1000mw以下等级的蒸汽锅炉中的管道进行预制和配管生产。管道常用钢种有20g、SA106C、12Cr1Mo VG、P12、W B36、P22、P91、P92等, 其中前4种材料经常用冷弯方法加工。 监督检验过程中发现, 冷弯工艺评定方法、合格指标在各相关标准中没有详细规定。在生产实践中, 冷弯一般是按照制造技术条件的要求进行弯制, 对于弯完后不进行回复力学性能热处理的弯管, 制造技术条件中没有对力学性能等合格指标作出规定。本文通过搜集相关标准的规定, 确定了弯后不进行热处理的冷弯弯管的力学性能合格指标, 确定了评定的项目和内容, 顺利地对拟定的弯管工艺进行了评定。 1. 热弯管的制备 弯管一般有两种方法, 加热温度T≥TC条件下弯制的弯管, 称为热弯弯管;加热温度TTC条件下弯制的弯管, 称为冷弯弯管。TC为钢管材料下临界温度。相关标准对冷弯弯管的要求如表1所示。 2. 低碳钢热价值对塑性的影响 冷弯加工过程中, 冷作硬化随之产生, 带来组织性能的变化。图1所示为低碳钢在常温下塑性的变化程度, 与其力学性能是按照一定规律变化的。随着变形程度的增加, 塑性和冲击韧度随之下降。且在变形程度为0~20%的时候, 力学性能数值变化最为激烈。 3. 弯管工艺参数 (1) 材料的确定 DL/T515-2004《电站弯管》附录D中规定, 在常用材料中, SA106C的评定结果可以覆盖20g, 12Cr1Mo VG的评定结果可以覆盖P12。结合产品特点, 选定S A106C、12Cr1MoVG这两种材料。 (2) 管径及弯曲半径 产品制造技术条件中规定:合金钢材料的管道, 当外径108mm, 且壁厚≥20mm或弯曲半径/钢管外径3.5时, 弯管后应进行热处理。结合产品特点, 选用φ159mm×16mm钢管, 弯曲半径650mm, 弯曲角度45°, 弯后不进行热处理。弯管工艺参数如表2所示。 (3) 合格指标 由于冷弯弯管工艺评定的方法、检测项目、合格标准等没有标准可循, 经过比较几个标准, 确定冷弯工艺评定的检测项目、合格指标如表3所示。 4. 试验结果及材料 (1) 弯管后外观检测 按上述工艺弯制后, 对弯管进行了检测。沿弯管受拉侧中心线上取5点测量, 弯制前后厚度对比如表4、表5所示。表中, 壁厚减薄率= (弯制前厚度-弯制后厚度) /弯制前厚度×100%。 弯管后测量弯曲半径、弯曲角度、圆度、波浪度、平面度及中间段偏移等项目, 测量数值在要求范围之内, 结果令人满意。 (2) 磁粉检测结果 对试样管的受拉侧中心线±45°范围内进行100%磁粉检测, 均未发现近表面缺陷, 磁粉检测合格。 (3) 硬度及力学性能检测 试样位置见图2。 冷弯弯管后的硬度及力学性能如表5、表6 所示。材料标准规定值中的硬度值来自D L/T438-2009中的附录C。 根据测试结果, 该工艺能够通过工艺评定, 可以用于产品制造过程中。