16MnDG无缝管的工作表面探究
如果所要求的**小产品规格要比250mm×100mm大得多，16MnDG无缝管些时玻璃厚度将上升为主要矛盾，为避免玻璃在高温下产生弯曲变形，则玻璃愈薄，辊距应愈小；玻璃被加热温度愈高，辊距也应愈小。此外，因为石英陶瓷辊在钢化电炉内不是单纯作为输送和承载构件而存在的，它同时也是作为蓄热和供热的元件而存在。当玻璃进入炉内，通过直接传导和辐射，石英陶瓷辊迅速将热量传给玻璃下表面，参与加热玻璃。
因而从热交换的角度来看，辊子中心距也是小一些为好。3辊子轴向伸缩量石英陶瓷辊随着钢化电炉的升温和降温，就要产生轴向膨胀伸长和收缩，因而通常辊子的支承由一端定位，另一端则可以自由伸缩，这一轴向伸缩量决定于石英陶瓷的膨胀系数和温差。由于石英陶瓷的膨胀系数要比耐热钢低得多，因而这一膨胀间隙虽然必须要预留，但其数值自然要比耐热钢小得多。在RT～700℃温度区间，石英陶瓷的膨胀系数约为0.5×10-6℃-1～0.6×10-6℃-1，而在此同一温度区间，25/20耐热钢的膨胀系数为17.14×10-6℃-1；可见在相同条件下，石英陶瓷的膨胀量仅为25/20耐热钢的约三十分之一。
辊子的支承结构辊子的支承结构和辊子的导热情况有着十分密切的关系。由于石英陶瓷的导热系数比较低，在钢化玻璃生产的温度条件下约为0.7W/（m/K）；要比耐热钢的导热系数低得多，耐热钢在此温度条件下的导热系数约为25W（m/K），即石英陶瓷的导热系数仅为耐热钢的约三十五分之一。因此，石英陶瓷辊只要轴头的金属部分处于炉壁保温层内偏外一定距离的较低温度处，传至轴承的热量就十分有限。这和浮法退火窑耐热钢辊子的支承结构需要和炉壁保持一个相当距离的情况不同，可以利用炉体结构，将轴承布置在十分靠近炉壁的位置，轴承的温升也将十分有限，不会影响轴承的正常工作。
但有一点应该注意，尽管通过热传导作用传到钢轴头上的热量十分有限，不至于使钢轴头及轴承的温度升高，但当炉体与瓷辊之间密封不严时，从炉膛内辐射或对流传出的热量会使钢轴头温度升至二、三百度，导致钢轴头受热膨胀而脱落。因此，从这点来讲，钢轴头不宜紧靠炉壁，****能离开炉壁外壳10～15mm为佳。5辊子的工作表面在高温条件下石英陶瓷辊和玻璃接触，为了使玻璃的平整度和表面质量不受影响，对辊子的工作表面提出了很高的要求。可以分为两个方面：一方面是辊子的几何尺寸、形状和位置精度，反映在直径偏差、辊子中心对支承回转轴心的同轴度或辊面相对支承回转中心的径向跳动等。这方面目前国内能达到的精度与国外的同类产品相当；也与浮法******耐热钢辊的精度基本相当。另一方面，是辊子的表面粗糙度
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影响无缝钢管材料疲劳强度的八大因素
山东源利通无缝钢管材料的疲劳强度对各种外在因素和内在因素都极为敏感。外在因素包括零件的形状和尺寸、表面光洁度及使用条件等，内在因素包括材料本身的成分，组织状态、纯净度和残余应力等。这些因素的细变化，均会造成材料疲劳性能的波动甚至大幅度变化。
各种因素对疲劳强度的影响是疲劳研究的重要方面，这种研究将为零件合理的结构设计、以及正确选择无缝钢管材料和合理制订各种冷热加工工艺提供依据，以保证零件具有高的疲劳性能。
1.应力集中的影响
常规所讲的疲劳强度，都是用精心加工的光滑试样测得的，然而，实际机械零件都不可避免地存在着不同形式的缺口，如台阶、键槽、螺纹和油孔等。这些缺口的存在造成应力集中，使缺口根部的 实际应力远大于零件所承受的名义应力，零件的疲劳破坏往往从这里开始。
理论应力集中系数Kt ：在理想的弹性条件下，由弹性理论求得的，缺口根部的 实际应力与名义应力的比值。
有效应力集中系数（或疲劳应力集中系数）Kf：光滑试样的疲劳极限σ-1与缺口试样疲劳极限σ-1n的比值。
有效应力集中系数不仅受构件尺寸和形状的影响，而且受材料的物理性质、加工、热处理等多种因素的影响。
有效应力集中系数随着缺口尖锐程度的增加而增加，但通常小于理论应力集中系数。
疲劳缺口敏感度系数q：疲劳缺口敏感度系数表示材料对疲劳缺口的敏感程度，由下式计算。
q的数据范围是0-1，q值越小，表征无缝钢管材料对缺口越不敏感。试验表明，q并非纯粹是材料常数，它仍然和缺口尺寸有关，只有当缺口半径大于一定值后，q值才基本与缺口无关，而且对于不同材料或处理状态，此半径值也不同。
2.尺寸因素的影响
由于材料本身组织的不均匀性以及内部缺陷的存在，尺寸增加造成材料破坏概率的增加，从而降低材料的疲劳极限。尺寸效应的存在，是把试验室小试样测得的疲劳数据运用于尺寸实际零件中的一个重要问题，由于不可能把实际尺寸的零件上存在的应力集中、应力梯度等完全相似地在小试样上再现出来，从而造成试验室结果与某些具体零件疲劳破坏之间的互相脱节。
3.表面加工状态的影响
机加工的表面总存在着高低不平的加工痕迹，这些痕迹就相当于小缺口，在材料表面造成应力集中，从而降低材料的疲劳强度。试验表明，对于钢和铝合金，粗糙的加工（粗车）与纵向精抛光相比，疲劳极限要降低10%－20%甚至更多。材料的强度越高，则对表面光洁度越敏感。
4.加载经历的影响
实际上没有任何零件是在 恒定的应力幅条件下工作，材料实际工作中的超载和次载都会对材料的疲劳极限产生影响，试验表明，材料普遍存在着超载损伤和次载锻炼现象。
所谓超载损伤是指材料在高于疲劳极限的载荷下运行达到一定周次后，将造成材料疲劳极限的下降。超载越高，造成损伤所需的周次越短，如图1所示。
事实上，在一定条件下，少量次数的超载不仅不会对材料造成损伤，由于形变强化、裂纹 钝化以及残余压应力的作用，还会对材料造成强化，从而提高材料的疲劳极限。因此，应对超载损伤的概念进行一些补充和修正。所谓次载锻炼是指材料在低于疲劳极限但高于某一限值的应力水平下运行一定周次后，造成材料疲劳极限升高的现象。次载锻炼的效果和材料本身的性能有关，塑性好的材料，一般来说锻炼周期要长些，锻炼应力要高些方能见效。
5.化学成分的影响
材料的疲劳强度与抗拉强度在一定条件下存在着较密切的关系，因此，在一定条件下凡能提高抗拉强度的合金元素，均可提高材料的疲劳强度。比较而言，碳是影响材料强度的主要因素。而一些在钢中形成夹杂物的杂质元素则对疲劳强度产生不利影响。
热处理和显组织的影响不同的热处理状态会得到不同的显组织，因此，热处理对疲劳强度的影响，实质上就是显组织的影响。同一成份的材料，由于热处理不同，虽然可以得到相同的静强度，但由于组织的不同，疲劳强度可在相当大的范围内变化。
在相同的强度水平时，片状珠光体的疲劳强度明显要低于粒状珠光体。同是粒状珠光体，其渗碳体颗粒越细小，则疲劳强度越高。
显组织对材料疲劳性能的影响，除了和各种组织本身的机械性能特性有关外，还和晶粒度以及复合组织中组织的分布特征有关。细化晶粒可提高材料的疲劳强度。
6.夹杂物的影响
夹杂物本身或由它而产生的孔洞相当于小缺口，在交变载荷作用下将产生应力集中和应变集中，成为疲劳断裂的裂纹源，对材料的疲劳性能造成不良影响。夹杂物对疲劳强度的影响不仅取决于夹杂物的种类、性质、形状、大小、数量和分布，而且还取决于材料的强度水平以及外加应力水平及状态等因素。
不同类型的夹杂物其机械和物理性能不同，和母材性能之间的差异不同，对疲劳性能的影响也不同。一般说来，易变形的塑性夹杂物（如硫化物）对钢的疲劳性能影响较小，而脆性夹杂物（如氧化物、硅酸盐等）则有较大的危害。
比基体膨胀系数大的夹杂物（如硫化物）因在基体中产生压应力而影响小，而比基体膨胀系数小的夹杂物（如氧化铝等）因在基体中产生拉应力而影响大。
夹杂物与母材结合的紧密程度也会影响疲劳强度。硫化物易于变形，和母材结合紧密，而氧化物易于脱离母材，造成应力集中。由此可知，从夹杂物的类型来说，硫化物的影响较小，而氧化物、氮化物和硅酸盐等则是危害较大的。
不同加载条件下，夹杂物对材料疲劳性能的影响也不同，在高载条件下，无论有没有夹杂物的存在，外加载荷均足以使材料产生塑性流变，夹杂物的影响较小，而在材料的疲劳极限应力范围，夹杂物的存在造成局部应变集中成为塑性变形的控制因素，从而强烈地影响材料的疲劳强度。也就是说，夹杂物的存在主要是影响材料的疲劳极限，对高应力条件下的疲劳强度影响不明显。
材料的纯净度是由熔炼工艺过程决定的，因此，采用净化冶炼方法（如真空熔炼、真空除气和电渣重熔等）均可有效降低钢中的杂质含量，改善材料的疲劳性能。
7.表面性能变化及残余应力的影响
表面状态的影响除前已提及的表面光洁度外，还包括表层机械性能的变化及残余应力对疲劳强度的影响。表层机械性能的变化可以是表层化学成分和组织不同所引起，也可以是表层因形变强化而引起。
渗碳、氮化和碳氮共渗等表面热处理除了可以增加零件的耐磨性之外，还是提高零件疲劳强度，特别是提高耐腐蚀疲劳和咬蚀的一种有效手段。
表面化学热处理对疲劳强度的影响主要取决于加载方式、渗层中的碳氮浓度、表面硬度及梯度、表面硬度与心部硬度之比、层深以及表面处理所形成的残余压应力的大小和分布等因素。大量试验表明，只要是先加工缺口后经化学热处理，则一般说来缺口越尖锐，疲劳强度的提高也越多。
不同的加载方式下，表面处理对疲劳性能的影响也不同。轴向加载时，由于不存在应力沿层深分布不均的现象，表层和层下的应力相同。在这种情况下，表面处理只能改善表面层的疲劳性能，由于心部材料未得到强化，因而疲劳强度的提高有限。在弯曲和扭转条件下，应力的分布集中于表层，表面处理形成的残余应力和这种外加应力叠加，使表面实际承受的应力降低，同时，由于表层材料的强化，因而能有效地提高弯曲和扭转条件下的疲劳强度。
和渗碳、氮化以及碳氮共渗等化学热处理相反，如果零件在热处理过程中脱碳，使表层的强度降低，则会使源利通无缝钢管材料的疲劳强度大幅度降低。同样，表面镀层（如镀Cr、Ni等）由于镀层中的裂纹造成的缺口效应、镀层在基体无缝钢管中引起的残余拉应力以及电镀过程中氢气的浸入导到氢脆等原因，使疲劳强度降低。
采用感应淬火、表面火焰淬火以及低淬透性钢的薄壳淬火，均可获得一定深度的表面硬度化层，并在表层形成有利的残余压应力，因而也是提高零件疲劳强度的有效方法。
表面滚压和喷丸等处理，由于能在试样表面形成一定深度的形变硬化层，同时使表面产生残余压应力，因而也是提高疲劳强度的有效途径
不锈钢打底焊采用的几种办法
不锈钢打底焊通常采用TIG工艺，依据现场的实践状况，我们可采用以下四种办法停止打底焊。
①反面采用堵板停止封堵通气维护的办法;
②只采用可溶性纸或采用可溶性纸与堵板相分离停止封堵通气维护的办法;
③采用药芯焊丝打底TIG焊。
④采用药皮焊丝(自维护焊丝)打底TIG焊。
1.反面采用堵板停止封堵通气维护的办法(即实芯焊丝+TIG)
不锈钢管道预制时，焊口通常可停止转动焊接，通气十分容易，这时通常采用堵板对管道内焊口两侧停止封堵通气停止维护的办法停止打底焊(见图表一)，同时外侧用胶粘布停止封堵。
焊接时，应采用提早通气，滞后停气的工艺，外侧胶粘布边焊边撕去，由于堵板为胶皮与白铁皮组成，不易损坏，所以这种焊接办法能很好的保证焊缝内侧充溢氩气及保证其纯度，从而有效地保证焊缝内侧金属不被氧化，保证了焊缝打底焊的质量。
2.只采用可溶性纸或采用可溶性纸与堵板相分离停止封堵通气维护的办法(即实芯焊丝+TIG+水溶性纸)
不锈钢管道固定口装置焊接时，内侧通气比拟艰难，有的一侧较易停止封堵，在这种状况下，可采用水溶性纸+堵板停止封堵。即易通气、好撤除的一侧用堵板停止封堵，不易通气、不好撤除堵板的一侧用水溶性纸停止封堵，同时外侧用胶粘布粘贴焊缝停止封堵(见图表二)。
不锈钢固定口焊接时，在很多状况下会呈现焊缝两侧都无法通气，这时如何保证焊缝内侧充氩维护就成为了一个难题，在现场实践施工中，我们采用焊缝两侧用水溶性纸停止封堵，从焊缝中心通气、外侧用胶粘布粘贴停止封堵的办法(见图表三)，胜利的处理了上述难题。
采用水溶性纸封堵通气时，由于从焊缝中心通气，因而在 的封口环节，应疾速拔掉通气管，应用里面的剩余氩气停止维护，快速打完底，封好口。
采用这种办法，应留意水溶性纸应采用双层的，一定要粘贴好，否则容易形成水溶性纸损坏、零落而使内侧焊缝失去氩气的维护，产生氧化，招致焊口割开重新施焊，既保证不了焊接质量，又严重影响了工期，因而焊接以前应严厉检查，粘贴好水溶性纸。
在很多施工现场，我们都采用了此种焊接办法停止打底，其质量能得到有效的保证，同时也有一定的施工难度，因而应选用认真、技术纯熟的焊工担任此项工作。
3.反面不停止通氩气维护，采用药芯焊丝+TIG工艺
该办法在我国应用已有数年，现已消费出E308T1-1、E308LT1-1、E309T1-1、E309LT1-1、347T1-1、E316T1-1、E316LT1-1等药芯焊丝，并已应用于现场的焊接，获得了较好的经济效益。
由于反面不充氩，其优点显而易见，主要表现为、烦琐、本钱低，适合于施工现场装置。但药芯焊丝由于其构造特性，操作时对焊工的请求较高，其送丝速度快，送丝度请求高，控制有一定难度，焊工应经特地培训，技术纯熟前方可参与焊接，在南京扬巴及国外工地，我们应用此办法，胜利地处理了碰头口、返修口无法通氩气的问题。
4.反面不停止通氩气维护，采用药皮焊丝(自维护药芯焊丝)+TIG工艺
20世纪90年代，日本的神钢等公司研制出了打底焊丝，近年来，我国也已研制开发出了不锈钢打底焊丝(即药皮焊丝，如TGF308、TGF308L、TGF309、TGF316L、TGF347等)，并应用于实践施工中，获得了良好的效果，在乌石化扩能改造项目我们就胜利的运用了此办法。
不锈钢打底焊丝+TIG工艺的维护机理是反面焊缝应用焊丝凝结产生的熔渣和其合金元素的冶金反响来停止维护，正面焊缝依托氩气、渣和合金元素停止维护。
采用此种工艺，应留意以下操作要点：焊接过程中，焊把、焊丝、焊件之间坚持正确的夹角，理想的焊把喷嘴后倾角为70°—80°，焊丝与焊件外表夹角为15°—20°;正确控制熔池温度，经过改动焊把与焊件的夹角、改动焊接速度等来改动熔池温度，从而保证焊缝成形美观(宽窄分歧、不呈现内凹、过凸等缺陷);
操作时，电流应比焊实芯焊丝时稍大，焊把应稍作摆动，以使铁水和凝结的药皮加速别离，便于察看熔池和控制能否焊透;填充焊丝时， 送到熔池的1/2处，并向内稍压一下，以此手法来保证根部焊透、并避免呈现内凹;
焊接过程中，焊丝应有规则的送入、取出，并保证焊丝一直处于氩气的维护下，以免焊丝端部被氧化，影响焊接质量;留意起弧、收弧处的焊接质量，起弧处应将点焊处打磨成45°缓坡，收弧时应留意产生弧坑、缩孔等缺陷。
采用药皮焊丝打底焊，焊缝内部不用通氩气，焊工操作起来烦琐、快捷，具有、低本钱的特性，同时也能很好地保证焊接质量(在乌石化扩能改造项目，我们采用此法焊接碰头口、返修口共28道，焊接一次透视合格率)，值得我们推行运用。
上面四种不锈钢打底焊办法各有优缺陷，在实践施工中，我们应依据现场的详细条件，既要思索施工本钱的上下，又要思索焊接质量及施工进度，合理地选择施工工艺