不銹鋼無縫管按生產(chǎn)工藝分為熱軋、熱擠壓、冷拔(軋)管;按加工過程的表面處理方法分為酸洗管、光亮管和電解拋光管。必要時(shí),還可采用機(jī)械拋光工藝對內(nèi)壁進(jìn)行拋光,但由于工藝條件限制且成本高,一般不常應(yīng)用。
從耐蝕性能講,電解拋光管最佳,但價(jià)格較高。電解拋光管具有良好的鈍化膜,表面粗糙度可達(dá)Ra0.2,耐蝕能力較強(qiáng),一般在衛(wèi)生(食品)級場合和微電子元器件制造工藝中應(yīng)用。光亮管即采用氣氛保護(hù)熱處理制造的不銹鋼管。由于采用氣氛保護(hù)熱處理,減少了產(chǎn)生氧化皮的機(jī)會(huì),管壁為光亮狀態(tài)。光亮管的質(zhì)量決定于熱處理過程的控制狀態(tài),若處理時(shí)間不足,可能導(dǎo)致固溶狀態(tài)不完全,雖然看似很亮,但微觀形態(tài)較差,耐蝕、耐環(huán)境和介質(zhì)影響較差,由圖1和圖2綜合對比得出。
流體系統(tǒng)一般使用不銹鋼冷拔(軋)無縫酸洗管,符合CB/T14976(流體輸送用不銹鋼無縫管>的規(guī)定要求。
在材質(zhì)選擇上,一般的流體系統(tǒng)選用304不銹鋼即可滿足要求。要求更高的場合和海洋性氣候條件下使用,應(yīng)采用316、316L不銹鋼或雙相不銹鋼。
根據(jù)無縫管制作工藝,管材成品需經(jīng)多次冷拔(軋),其重復(fù)流程為:退火_+酸洗一涂油(鍍銅)_冷拔(軋)一酸洗(除油)。制管過程會(huì)產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象,因此每次冷拔(軋)都需進(jìn)行艘洗、熱處理、涂潤滑油、酸洗除油,最終進(jìn)行熱處理、酸洗飩化后出廠。
由于不銹鋼管生產(chǎn)過程需要反復(fù)退火,將會(huì)產(chǎn)生氧化現(xiàn)象。文獻(xiàn)指出:奧氏體不銹鋼“在加熱、熱軋、卷取和退火等高溫條件下,發(fā)生氧化反應(yīng)并在其表面形成氧化層(或稱氧化皮),厚約10-25um,且不均勻?!保弧把趸そY(jié)構(gòu)較致密。氧化皮表面存在著較大較深的裂紋”??梢?,不銹鋼管生產(chǎn)過程存在氧化現(xiàn)象,若每次退火產(chǎn)生的氧化皮未通過后續(xù)的酸洗過程徹底去除,冷拔(軋)過程的反復(fù)退火中,將加劇氧化現(xiàn)象。尤其是在酸洗未完全去除潤滑汕的狀態(tài)下進(jìn)行退火,則將進(jìn)一步加劇氧化現(xiàn)象的發(fā)生,最終形成厚度為納米級、層數(shù)極多的氧化皮,甚至產(chǎn)生沿晶腐蝕。這種氧化皮是致密的,酸洗鈍化過程不能有效去除。
不銹鋼管生產(chǎn)過程工藝控制不嚴(yán)而形成較嚴(yán)重的氧化皮的管材,經(jīng)出廠時(shí)的最終酸洗、管路制作時(shí)的酸洗,氧化皮層會(huì)變得疏松:管路使用過程中的沖擊、振動(dòng),尤其是高壓流體的沖擊,氧化皮將發(fā)生剝離、脫落,形成多余物。且氧化皮的脫落是隨使用過程逐層發(fā)生,長期存在。
因此,不銹鋼管生產(chǎn)過程中熱處理、酸洗等工藝控制不力,會(huì)導(dǎo)致管材產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化皮。這種管材用于流體系統(tǒng)管路,將對系統(tǒng)形成嚴(yán)重的、持久的污染。