冷加工对不锈钢钢管耐蚀性的损害及其控制

冷拔、冷轧、冷滚轧、冷弯、冷胀及冷扭曲都是采用不锈钢无缝/焊接钢管制造热交换器等用不锈钢钢管或耐热钢管常用的加工方法。不锈钢，特别是奥氏体不锈钢所具备的优良塑性，使上述冷加工一般都很容易实现。但是，所有这些冷加工实际上像焊接一样，都会给不锈钢钢管的性能，尤其是耐蚀或耐热性能带来不可避免的损害。 消除、减小或控制这类损害，一直是不锈钢钢管制造和后续加工中关注的焦点。交货前的最终固溶或退火处理，是消除上述冷加工有害影响的最有效途径。然而这种方法，一方面因其需高温加热及酸洗处理，会使制造成本及生产周期明显增加，加之还有酸雾等废气和废水的排放、处理及评估等问题，于是就有少数制造商为降低成本或赶工期而省略该工序，有些用户为省钱而采购此等产品，实际上是极不明智和得不偿失之举；另一方面，对于某些产品或应用条件可能难以实施该工序。因此，控制冷加工程度（冷加工变形量）和局部进行低温消除应力退火，就成为减小或控制其有害影响的另两条使用途径，但其应用条件，其中包括钢种的区别至今仍有不少争议。 通过分析冷加工对不锈钢钢管耐蚀性损害的原因及相关因素，得出如下结论： （1）冷拔、冷轧等冷加工会造成不锈钢，尤其是奥氏体不锈钢冷作硬化，诱发晶格位错、马氏体相变、碳化物析出、磁性增加并出现残余应力，从而使其耐蚀性能降低。冷加工后的退火或固溶热处理可有效消除这些不良影响。因此，奥氏体不锈钢无缝钢管、深冷加工不锈钢焊接钢管都必须以固溶或退火状态供货，才能有效保证其耐蚀性能。 （2）除了应力腐蚀开裂及承受交变应力而有腐蚀疲劳危险的环境条件以外，控制冷加工程度是避免其不良影响的另一条途径。这对冷弯、冷胀等局部冷加工且又难以作退火处理的加工作业尤为重要。奥氏体不锈钢钢管只要控制冷弯半径不小于1.5d0，铁素体和双相不锈钢钢管只要冷弯半径大于2.5d0，一般都不必进行冷弯后的消除应力退火处理。 （3）对于要求具有抗应力腐蚀开裂性能的弯管，例如高温高压水或蒸汽条件下工作的热交换器用U型奥氏体不锈钢弯管，不论冷弯半径大小都必须在冷弯后进行有效的消除应力退火处理。 （4）06Cr19Ni11Ti(321)不锈钢比316L有更佳的抗应力腐蚀开裂性能，是一种更适合U型管热交换器用的奥氏体钢管材料。 （5）冷扭曲不锈钢钢管可构成一种结构紧凑、热交换效率更高的新型热交换器，值得有关设计、应用部门关注并探索开发。 （6）双相不锈钢U型冷弯或扭曲后均不宜或不应进行局部消除应力退火处理。 （7）电阻加热法是比炉内间接加热法更节能省时且易实现自动化控制的局部消除应力热处理方法，应优先推广。 (来源：压力加工)