800H 合金无缝对焊管件制造和质量控制

800H是Incoloy作为800系列材料的一个分支，作为一种含有C、Si、Mn和少量Al、Ti的高强度奥氏体Ni Fe Cr合金，其主要特点如下： -2 经过特殊固溶处理，良好的蠕变断裂强度 无论在600°C以上或700°C以下的温度下长期使用多长时间，都具有良好的韧性和良好的恢复能力。 它在长期高温应用中具有很高的冶金稳定性。 800H 合金由于其相对较低的成本而被广泛应用于核电和化工领域。

Incoloy 合金 800H 成分 （重量百分比）

重量%

镍

铬

铁

C

铝

钛

铝 + 钛

合金 800H

30-35％

19-23％

≧39.5%

0.05-0.10％

0.15-0.60％

0.15-0.60％

0.30-1.20％

M 机械性能

镍级

语气

可用的鼩鼱

极限拉
力，
ksi （MPa）

产量
第 3 章：0.2% 偏移时的
浓度
，
ksi （MPa）

伸长率
2 英寸
或 4 D，百分比

800 小时

SHT

片材、板材

80（552）

35（241）

47

作为其800H管道和设备的重要组成部分，对800H管件的需求自然会增加。 800H管件制造的研发、生产工艺的确定、质量控制点的总结是管件制造商提供优质800H管件的基础。

成型工艺

800H 合金管材和板材具有良好的加工性能，已被证明适用于冷加工或热加工。 由于Ni含量高达30.0~35.0%，因此比平时含有更多可以有效防止从奥氏体到马氏体的转变。 奥氏体不锈钢， 在普通奥氏体不锈钢的成型中易发生。 但800H材料的加工硬化现象比普通奥氏体不锈钢大，采用冷作时必须考虑设备容量。 用于成型的管材和片材需要固溶，如果冷作变形较大，可能需要中间热处理。
目前，800H（UNS n08810）无缝管用于制造弯头、三通、异径管等对焊管件，最大尺寸为DN400，最大壁厚为16mm。 图 1 显示了 DN400 × 16mm 弯头冷挤压后的炉料照片。

图 1 DN400 × 16mm 弯头充电热 处理的照片

为了确定管材是冷成型还是热成型，有必要分析材料特性、工艺技术、装机容量和制造成本。 如果热成型和冷成型都可以使用，则冷成型方法优先。 这是因为，与热成型法相比，冷成型法通常具有一次成型、外观质量好、成本低等特点。
根据这批800H管件的规格和现有成型设备的产能，所有对焊管件均采用冷成型成型。 典型的制造过程如下：

材料再检查 → 冲裁 → 成型 → 热处理 → 机械测试和粒度检测 → 喷砂 → 最终加工 → 外观和尺寸检查 → 超声波和渗透测试 → 酸洗和钝化 → 标记 → 包装

一般来说，所有800H对焊管件的成型工艺都是冷成型，但不同品种采用的冷成型工艺不同。 不同品种的冷成型工艺可归纳如下：

弯头成型工艺使用与弯头直径相同的无缝管，并在专用成型机上进行冷压成型。 弯头的形状由外模和内芯保证。

三通成型工艺使用与三通直径相同的无缝管，并使用特殊的液压机对其进行液压成型。 三通的形状由成型模具的内腔保证。

减速机的成型工艺是使用与减速机大端直径相同的无缝管，然后通过液压压制将直径冷压。 减速器的形状由成型模具的内腔保证。

上述成型工艺也是冷成型法生产不锈钢对焊管件的首选，经过多年的生产经验验证。 当装机容量足够大时，实践证明，这些成熟的冷成型工艺可以生产800H对焊管，成型过程不会对产品造成有害缺陷。

800H 无缝管

采购要求

众所周知，管材厂家 生产管件，他们通常是从国外采购的，所以你买的原材料的质量是决定你管件质量的主要因素。 但是，在原材料方面，国内外供应商无法提供最大尺寸为DN800的400H无缝管，这将给材料采购带来很大的困难。 在这种情况下，在联系了国内具有冶炼和管材生产经验的公司生产此类材料后，决定该批次的冶炼和管材生产。 800H合金无缝管应由国内相关企业进行。
为了提高800H对焊管件的质量，保证其使用的可靠性，满足材料变形的加工工艺，在符合合金管标准ASTM B407的基础上，对无缝合金管的批次提出了以下附加要求：

（1） 化学成分中 Al+Ti 的含量不应超过 0.7%。

（2） 粒度为 2~5 级。

（3）壁厚的负偏差不得超过标称壁厚的 10%。

（4）在此基础上，对DN100以下的合金管进行涡流探伤，对DN 100以上的合金管进行超声波探伤。 每根合金管的两端都需要进行渗透试验。 在每根合金管的内表面使用内窥镜（放大 16 倍）。

通过原材料冶炼企业和管材制造企业的共同努力，最终提供了最大公称直径为DN800，最大壁厚为400mm的无缝16H合金管，满足了材料标准的要求和采购的附加要求。 在获得经验的同时，这些公司还为此类材料的国产化做出了贡献。

热处理

角色和目的

特殊热处理是 800H 合金管件 XNUMX 质量控制中的另一个重要环节。 它的功能和目的主要表现为以下 XNUMX 个方面：

（1）可以消除冷变形过程中的加工硬化现象，恢复材料的机械性能。

（2）可以回收和调整材料的微观结构，以达到所需的粒径，并满足材料在高温下的抗蠕变要求。

规格要求

2010 年版的 ASTM B366 镍合金管件要求对所有管件进行热处理。 UNS N08810 管件的推荐热处理温度为 1147~1177°C（最终热处理温度在说明书中规定，请咨询材料制造商），冷却方式为快速风冷或水冷。
由此可见，ASTM b08810 之前的 UNS n2004 的 366 版热处理要求与 2010 版相同。 然而，在以前的 1997A 版本中，热处理并不是强制性要求，也没有标明推荐的热处理温度。 我们只指出，如果需要热处理，买方和制造商应协商并决定。 由于 ASTM 标准热处理法规的变化，镍基合金材料热处理的重要性也逐渐被人们越来越了解。

热处理工艺

制定800H合金管件热处理工艺的主要依据是ASTM B366推荐的热处理要求、合金管厂家的固溶热处理温度以及管件原型制作过程中的热处理工艺试验。 UNS N08810 无缝对焊管的最终固溶热处理工艺如表 1 所示。

表 1 UNS N08810 无缝对焊管件的固溶热处理工艺

充电温度

°C

保温温度

°C

等

冷却模式

800〜1000 元

1162

1.5 分钟/毫米，但不少于 15 分钟

炉外冷却水

鉴于热处理炉内加热温度的均匀性，热处理设备为电炉。

每批产品经过固溶热处理后的检测结果表明，产品的机械性能和粒度均符合预期要求，证明特殊固溶热处理工艺是正确的。 表 2 显示了 XNUMX 规格的机械性能测试和粒度测试结果。

表 2 几个批次的机械和粒度测试结果

名称和规格

D×T、mm

张力的

Mpa

生产

Mpa

外延

%

Attack （1 个样本， 3 组）

J

颗粒大小

弯头，
406x16

525

245

54.5

237、232、241

3.5

三通，
325x13

540

215

56.5

206、198、184

3.5

表 2 显示了该产品 2 种规格的粒度检测金相照片，如图 100（放大 XNUMX 倍）所示。

a） 弯头，406 × 16

b） 发球台，325 × 13

图 2 产品 XNUMX 规格粒度检测金相照片

总结

如何使用多批次 800H 合金无缝管生产对焊管件 显示：

（1）采用成熟的不锈钢对焊管冷弯工艺生产800H合金对焊管在技术上是可行的。

（2）保证800H合金对焊管质量的主要条件是管材的质量是否满足成型过程的变形要求，无缺陷。 对于原材料企业来说，发展方向是开展800H管材冶炼、管材生产及相关工艺的研究，掌握关键技术，向市场提供优质的800H管材，以满足日益增长的国内需求。

（3） 热处理是控制 800H 对焊管 XNUMX 质量的另一个重要方面。 通过特殊的固溶热处理，产品的机械性能和粒度可以达到预期值，满足焊接管件在使用条件下的性能要求。