管道切割作業(yè)對于奧氏體不銹鋼管道注意事項

奧氏體不銹鋼管道進(jìn)行切割作，應(yīng)先了解不銹鋼管道是屬于哪種不銹鋼類型，以便在實施管道切割作業(yè)能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行，同時可以精準(zhǔn)地選配管道切割銑刀。

奧氏體不銹鋼管道，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼管材。奧氏體不銹鋼中含Cr約18%、Ni 8%~25%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼材和管材。

奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過相變使之強(qiáng)化，僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。

奧氏體不銹鋼管道不能用熱切割的方法進(jìn)行切割，會引起嚴(yán)重的質(zhì)變和形變。但可以通過冷加工變形得以強(qiáng)化（冷作硬化、形變強(qiáng)化），會使強(qiáng)度提高、塑性下降。按一般的冷變形強(qiáng)化理論，許多金屬材料在冷加工變形過程中，會由于晶體產(chǎn)生缺陷、點(diǎn)陣畸變、位錯、亞結(jié)構(gòu)等使晶體滑移受到阻力，從而使金屬得到強(qiáng)化。

奧氏體不銹鋼管道切割時，要了解管道的加工工藝，正確選擇切割刀具。如果不銹鋼在冷加工變形過程中，除了產(chǎn)生如同其它金屬材料的冷加工強(qiáng)化現(xiàn)象外，還會因在形變過程中，有部分穩(wěn)定性差的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而增加了奧氏體不銹鋼的強(qiáng)化效果。

不銹鋼管是加有質(zhì)量分?jǐn)?shù)從12%到高于50%合金元素的鐵基合金。合金元素影響奧氏體、鐵素體和馬氏體相的穩(wěn)定性，從而影響與穩(wěn)定性有關(guān)的各相之間的平衡關(guān)系。加入不銹鋼中的元素可以分為形成穩(wěn)定鐵素體元素以及形成穩(wěn)定奧氏體元素。馬氏體是一種相變產(chǎn)物，由奧氏體從高溫冷卻到低溫時形成，如果在高溫時沒有形成奧氏體，那么在低溫下也就不會獲得馬氏體相。

因此切割這類不銹鋼管材時，可使用普通的切割刀即可，因不會產(chǎn)生馬氏體相，管材在被切割時，不會產(chǎn)生較為粘連和硬化的現(xiàn)象，更不會出現(xiàn)刀瘤。在常溫狀下，使用普通的水降溫的方法切割更為方便和快速。刀片選擇先鋒管道普通刀片XJ-DP02即可。

目前，400～500℃的容器與管道材料以選用高溫強(qiáng)度較高Cr-Mo鋼為主，500～600 ℃甚至700 ℃時則以選用各種奧氏體不銹鋼為主。設(shè)計中人們往往更關(guān)注奧氏體不銹鋼的高溫強(qiáng)度，要求其含碳量不能過低。高溫下的許用應(yīng)力基本上依賴外推的高溫持久強(qiáng)度試驗而得到, 可以保證在設(shè)計應(yīng)力下10萬h服役不發(fā)生蠕變斷裂。

但奧氏體不銹鋼高溫下的時效脆化問題也不能忽視，奧氏體不銹鋼在高溫下長期服役后會在組織上出現(xiàn)一系列變化, 會嚴(yán)重影響到鋼的一系列力學(xué)性能, 特別是使脆性明顯上升, 韌性大幅度下降。

高溫下長期服役后的脆化問題一般由兩個因素所造成，一是形成碳化物，二是形成σ相。碳化物相、σ相在材料長期服役后不斷沿晶析出, 在晶界上甚至形成連續(xù)的脆性相, 極易形成沿晶斷裂。

σ相( Cr-Fe 的金屬間化合物) 的形成溫度區(qū)間大約為600～980 ℃，但具體的溫度區(qū)間與合金成分有關(guān)。σ相析出的結(jié)果是使奧氏體鋼強(qiáng)度大幅上升(強(qiáng)度可能升高一倍) , 還變得又硬又脆。高鉻是形成高溫σ相的主要原因, Mo、V 、Ti、Nb等是強(qiáng)烈促使形成σ相的合金元素。

碳化物( Cr23C6) 的形成溫度是在奧氏體不銹鋼的敏化溫度區(qū)間, 即400～850 ℃。Cr23C6 在敏化溫度上限溫度以上會發(fā)生溶解, 但溶解以后的Cr又會促進(jìn)σ相的進(jìn)一步形成。

因此，奧氏體鋼作為耐熱鋼使用時，應(yīng)加強(qiáng)對高溫時效脆化的認(rèn)識及其防范?？梢韵窕鹆Πl(fā)電廠的金屬監(jiān)測那樣, 定期檢驗金相組織以及硬度的變化，必要時取出試樣做金相、硬度檢查，乃至進(jìn)行全面的力學(xué)性能與持久強(qiáng)度測試。

因此，在切割此類管道時，如果條件允許，應(yīng)當(dāng)對管道進(jìn)行清潔和管道的打磨，直至雜質(zhì)完全去除。在管道切割過程中使用強(qiáng)降溫措施來對管道及切管機(jī)銑刀進(jìn)行降溫，以降低奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變數(shù)量，并良好地保持管材的性質(zhì)。管道切割時選用先鋒管道不銹鋼切割專用刀具XJ-DP01即可。

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