316L不锈(xiu)钢(gang)属(shu)于低(di)碳奥氏体(ti)不锈钢，Mo元素的(de)添加增强了耐氯化物侵蚀(shi)的能(neng)力，较304不锈(xiu)钢(gang)具有更好(hao)的(de)耐晶间(jian)腐蚀(shi)能力(li)。由(you)于(yu)316L不锈钢(gang)的(de)综合性(xing)能(neng)良好，被(bei)广(guang)泛(fan)用于(yu)制(zhi)造(zao)石油化工行业(ye)中。往(wang)期(qi)已(yi)经(jing)说到316L不锈(xiu)钢(gang)管的耐(nai)腐(fu)蚀性(xing)能(neng)，本期(qi)就来说说316L不(bu)锈钢(gang)制品(pin)管(guan)膨胀性能的(de)影(ying)响因素(su)。
在(zai)同(tong)一支316L不锈(xiu)钢(gang)制(zhi)品(pin)管上截(jie)取(qu)两(liang)段(duan)钢管，分别是(shi)1#管(guan)和2#管(guan)（对(dui)2#管(guan)进(jin)行(xing)过润滑处(chu)理(li)），用(yong)于径(jing)向(xiang)膨胀(zhang)。
采用(yong)自(zi)上(shang)而下的膨(peng)胀(zhang)工(gong)艺，通(tong)过液压机(ji)完(wan)成(cheng)316L不(bu)锈(xiu)钢管的(de)膨(peng)胀。液压机的(de)底(di)座(zuo)固定(ding)，压头向下(xia)施(shi)加与膨胀(zhang)套管轴向一(yi)致的(de)载(zai)荷(he)，膨胀锥(zhui)在(zai)导向(xiang)区段(duan)的引(yin)导(dao)下(xia)缓(huan)慢进(jin)入管子(zi)，管子在巨(ju)大(da)的(de)接触应力下开(kai)始发生膨胀(zhang)变形(xing)。
长(zhang)度(du) 管(guan)材在(zai)膨(peng)胀后(hou)，径(jing)向增(zeng)大(da)幅度可以(yi)叫(jiao)做膨(peng)胀(zhang)的变(bian)形程度(du)，也(ye)叫(jiao)做膨(peng)胀(zhang)率(lv)。由于(yu)内(nei)径的增(zeng)大(da)，材料(liao)在长(zhang)度(du)和厚(hou)度方(fang)面(mian)的(de)消(xiao)耗(hao)用于增(zeng)加管(guan)体的体(ti)积(ji)。膨(peng)胀过后，1#管和(he)2#管(guan)的长(zhang)度都(dou)缩(suo)短了(le)。
壁(bi)厚 采(cai)用(yong)定(ding)点测量壁厚的方(fang)法，两(liang)段不锈(xiu)钢(gang)管的(de)原(yuan)始(shi)壁(bi)厚并不均(jun)匀(yun)，膨(peng)胀(zhang)后壁厚变化的(de)幅(fu)度(du)也(ye)不相同。壁(bi)厚(hou)不均(jun)度(du)具(ju)有(you)“遗传性(xing)”，膨胀后钢(gang)管的(de)壁厚不(bu)均(jun)度会增加(jia)。
管(guan)材的(de)壁厚减小(xiao)幅(fu)度(du)跟原(yuan)始壁(bi)厚有(you)必然(ran)联(lian)系，钢(gang)管(guan)在膨(peng)胀(zhang)后(hou)依(yi)然(ran)会(hui)存在厚边(bian)和薄边(bian)，且(qie)薄(bao)边(bian)的(de)壁(bi)厚(hou)变化(hua)薄幅度(du)要(yao)大于(yu)厚(hou)边。原(yuan)因包括：套管具(ju)有(you)原始(shi)的(de)壁(bi)厚不(bu)均度(du)，薄边变(bian)形抗力(li)低于(yu)厚边(bian)，在同等的(de)接(jie)触应(ying)力(li)下会先(xian)发(fa)生变(bian)形；膨胀力(li)的微(wei)小(xiao)偏(pian)移(yi)也会造成壁(bi)厚(hou)不均度(du)的(de)增加(jia)；膨胀(zhang)锥的(de)加(jia)工(gong)精度也会(hui)影(ying)响管(guan)子(zi)的(de)壁厚变化。为保证管(guan)材(cai)膨(peng)胀(zhang)后(hou)的使(shi)用性(xing)能(neng)，必须严格(ge)控制原始壁(bi)厚误(wu)差，可(ke)以按管材冷加工的(de)经(jing)验标(biao)准(zhun)来(lai)规定(ding)套(tao)管的壁(bi)厚不均度。选(xuan)择(ze)材(cai)质(zhi)均匀、原(yuan)始壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)度小(xiao)的管(guan)材(cai)。
硬度 由于(yu)316L不锈钢制品管(guan)在塑性(xing)变形(xing)的(de)时候发生加工硬化，即在变形过程中产生(sheng)晶(jing)格(ge)畸(ji)变(bian)，晶(jing)粒(li)被拉长(zhang)、细(xi)化，出(chu)现(xian)亚结构或产(chan)生不均匀(yun)变形等，使(shi)管材(cai)的强度(du)、硬度(du)增(zeng)加(jia)，而(er)塑(su)性(xing)指标下降。材(cai)料(liao)的晶粒(li)发(fa)生(sheng)变形，晶格能量提高，在(zai)晶界附(fu)近出(chu)现(xian)位错(cuo)堆积，晶(jing)粒内形(xing)成(cheng)位(wei)错缠结，晶粒破碎还会(hui)导(dao)致(zhi)晶(jing)界(jie)面(mian)积(ji)增(zeng)加，电化(hua)学(xue)活性增(zeng)大。这些都增加(jia)了(le)材料的变形(xing)抗(kang)力，硬(ying)度(du)得到(dao)提(ti)高(gao)。
316L不(bu)锈(xiu)钢经过(guo)膨胀(zhang)后，平均硬度(du)增幅(fu)非常(chang)大，而(er)且(qie)硬度值(zhi)波(bo)动(dong)范围(wei)较大(da)。这是由(you)于(yu)膨(peng)胀导致(zhi)管材变(bian)形(xing)不(bu)均(jun)匀和产生残余应(ying)力，使(shi)得管(guan)子(zi)的硬(ying)度也表(biao)现(xian)出不(bu)均匀性(xing)。
膨(peng)胀(zhang)力(li) 膨(peng)胀力是(shi)膨(peng)胀变形(xing)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)参数，是(shi)设(she)计(ji)、验算(suan)膨胀工具(ju)强度(du)的重(zhong)要依(yi)据(ju)，其(qi)值的(de)选择是(shi)否恰(qia)当直(zhi)接(jie)影响膨胀作业的效果(guo)。由(you)于(yu)对(dui)2#管进行过润(run)滑(hua)处理(li)，所(suo)需膨(peng)胀力(li)比1#管(guan)要(yao)小(xiao)很多。在(zai)膨胀(zhang)过(guo)程(cheng)中，316L不锈钢管的(de)膨(peng)胀力出现(xian)了两次峰值(zhi)。刚开(kai)始(shi)膨胀锥(zhui)对管壁施加(jia)压(ya)力(li)促使(shi)管(guan)壁开(kai)始屈服(fu)，但是(shi)部(bu)分膨胀(zhang)力(li)会受到(dao)材(cai)料(liao)本身变(bian)形(xing)抗(kang)力的(de)抵消(xiao)，之后(hou)加大(da)膨(peng)胀力直(zhi)到膨(peng)胀锥的(de)锥面(mian)全(quan)部(bu)进入(ru)管(guan)内(nei)，管子(zi)也(ye)开(kai)始发(fa)生屈(qu)服，这就(jiu)是(shi)第(di)一次出现峰值的时刻(ke)。再(zai)次出现峰值是(shi)在(zai)膨胀锥(zhui)完全(quan)进(jin)入(ru)管(guan)内时(shi)，此(ci)刻膨胀锥的(de)定(ding)径(jing)区与管壁完全接触而(er)产生非(fei)常大(da)的(de)摩擦(ca)力(li)，待(dai)膨(peng)胀(zhang)过程稳定后(hou)，膨胀力(li)才(cai)逐步(bu)下(xia)降直(zhi)到(dao)稳定。影响(xiang)膨胀(zhang)力(li)的因(yin)素(su)有(you)很(hen)多(duo)，包括膨(peng)胀锥(zhui)角、摩(mo)擦(ca)阻力、管材(cai)性(xing)质、变形(xing)程(cheng)度以及膨胀(zhang)速率等(deng)，在(zai)膨胀之前(qian)应(ying)该(gai)做(zuo)好(hao)相(xiang)应的(de)准备工作(zuo)，确(que)保(bao)膨(peng)胀(zhang)过程(cheng)的顺(shun)利进行(xing)。
以(yi)上就(jiu)是(shi)316L
不(bu)锈钢(gang)制品管(guan)膨胀(zhang)性(xing)能(neng)的影响因素(su)，316L不锈(xiu)钢管(guan)经过径向(xiang)膨胀(zhang)后发生(sheng)加工(gong)硬化(hua)，布(bu)氏硬度和(he)抗拉强(qiang)度明显(xian)增加(jia)，在膨(peng)胀实(shi)验(yan)过程(cheng)中，316L不锈钢所需(xu)的(de)膨(peng)胀(zhang)力(li)出(chu)现(xian)了两次峰(feng)值(zhi)，润滑处理能有(you)效降低摩擦(ca)阻(zu)力。膨(peng)胀后(hou)316L不(bu)锈(xiu)钢制品管(guan)的不均(jun)匀(yun)变形(xing)程(cheng)度增(zeng)加(jia)，可(ke)采用(yong)管(guan)材(cai)冷(leng)加工(gong)的(de)经验(yan)标准(zhun)对膨胀(zhang)管的(de)壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)度(du)进行(xing)确(que)定，同(tong)时强(qiang)化膨胀(zhang)管(guan)加(jia)工(gong)的质(zhi)量(liang)控(kong)制，选用合适(shi)的膨胀工(gong)艺(yi)以保(bao)证管(guan)材膨胀(zhang)后的(de)使(shi)用性(xing)能(neng)。
参考资(zi)料(liao)：张(zhang)仁(ren)勇(yong)，王(wang)霞，施(shi)岱艳，陈勇彬，鞠(ju)岚(lan)，张金钟(zhong)—316L不锈钢(gang)管的膨胀(zhang)性(xing)能
