影响不锈钢管件性能及寿命的因素——不锈钢水管厂为您带来小知识

　不锈钢水管具有较长的使用寿命。从国外的不锈钢水管厂不锈钢管道使用情况看，不锈钢水管的使用寿命可达100年，至少也有70年，与建筑物同寿命。不锈钢管材管件最突出的优势是耐腐蚀性能，如果不锈钢管道在使用过程中，能正确的使用和保养，可以有效的延长使用寿命。

　　（一）材质对管件使用寿命的影响

　　不锈钢材质，304与304L的主要区别在于：304的含C（碳）量≤0.08%，而304L的含C量≤0.03%； 316材质相对304L的含NI（镍）比304高1%—2%，主要是降低了Cr（铬）含量，增加了Mo（钼）2%—3%，从而各自抗腐蚀性能力和抗腐蚀的环境有所不同。

　　L代表低碳，如304L比304含碳量低，H与S代表耐高温，如310S比310耐高温性能强，304H比304耐热，316、316L是船用材料，具有强耐腐蚀性。

　　304不锈钢材质有两种：一级材质和二级材质。而二级材质也就是钢厂的次等品，主要区别在于：二级材料表面、含镍量、厚薄不均匀等，比一级材料便宜。钢厂稍加处理后进入市场，但质量不稳定。

　　（二）成型工艺对管件性能及寿命的影响

　　“管件成型”是管件生产工艺中最重要的步骤，管材在加工过程中随着应力的不断增加，在力的作用下精度容易发生变化。

　　现在大部分管件生产企业在成型工艺中主要采取了“冷挤压”和“胀形”工艺。生产工艺的不同，管件的尺寸、壁厚和功能会存在差异，所以，采用什么样的成型工艺，既保持质量的稳定，又提高生产效率，是非常重要问题，下面介绍两种工艺的特点。

　　1、“冷挤压”工艺：把下料后的不锈钢毛坯管放入模腔中，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使不锈钢毛坯管产生变形，而制得管件的尺寸要求。主要特点：

　　（1）表面光洁。挤压件一般尺寸精度可达8～9级，若采用润滑仅次于抛光表面。用挤压方法制造的零件表面，一般不需要再加工。

　　（2）冷挤压工艺配置辅助手段，可达到产品质量要求。如管件“U型槽”和“三通拉口”成型，在挤压过程中通过补料方式，以达到“U型槽” 和“三通拉口”壁厚不减薄，确保产品的质量。

　　（3）冷挤压会使管件拉应力的产生。冷挤压工艺具有冷变形的特性，在挤压过程中金属毛坯处于三向压力状态，变形后金属组织有改性现象。

　　2、“胀形”工艺：胀形工艺是在管坯内部通以高压液体﹑气体或固体软模﹐迫使管材塑性变化﹐以达到工件的外形尺寸要求。主要特点：

　　（1）胀形时，材料的变形局限于固定的模具内，质量稳定。工件不会产生起皱现象，成形的工件表面光滑、回弹小。

　　（2）胀形时，材料处于双向受拉的应力状态，在模具的作用下，迫使管材壁厚减薄、表面积增大，获得要求的几何形状。

　　（3）胀形时，管材变形区局限于变形区范围内，管材不向变形区外转移。如管件U形槽的形成是靠管材的局部变薄来实现的。

　　（三）壁厚对管件连接及寿命的影响

　　薄壁不锈钢水管的壁厚是管道连接强度的关键。壁厚减少到安全系数以下，可靠性必然下降几个等级。实际上管道的壁厚是保证管道连接的强度，同时，壁厚还具有在各种环境下抗振的功能、管道耐外力冲撞的性能、及隐蔽工程中的使用寿命和抗腐蚀等能力。这里着重介绍不锈钢管件的壁厚对连接与使用寿命的关系。

　　1、生产过程中壁厚变化对质量影响

　　管件在生产过程中要经过下料、弯管、成型（冷挤压、胀型）等多道工序。首先影响壁厚的主要是弯管、成型等工序。采用的成型工艺不同，对管件的壁厚会产生较大影响。

　　（1）弯管对管件壁厚的影响。管材弯曲成型中，管材弯曲的形状变化是材料位移，是塑性变形的表面现象，其变形实质在于管壁外则伸长减薄、管材内则缩短增厚。管壁厚度的减薄量是随材料硬化指数增大而增加。

　　所以在管材弯曲设计和选用材料壁厚时，应考虑到管材的伸长性能以及弯管外侧变薄的重要因素，采用合理的壁厚管材，否则弯曲拉伸后外侧壁厚很难保证尺寸要求，同时，弯管半径的大小，也会对壁厚产生较大影响。

　　（2）胀形对管件壁厚的影响。管件胀形是在压力作用下使管材沿径向扩张的成形，胀形既可以完成管坯的局部扩张，也可完成管坯的整体扩张。胀形过程可分为：“轴向无收缩”和“轴向有收缩”变形方式。

　　（A）轴向无收缩变形：胀形部位完全靠管坯壁厚的局部变薄而成形，变形性质是在管材毛坯上端的局部成形，管材下端壁厚不变薄（见图1)。如管件三通的胀形是“轴向无收缩变形”。

（B）轴向有收缩变形：在胀形部位管坯壁厚局部变薄的同时，还伴有一定的管坯轴向的自由收缩(见图2)。如管件U形槽的形成是靠局部变薄成形，是“轴向有收缩的变形”。

　　2、壁厚对管件连接的影响

　　管件卡压式连接原理：充分利用不锈钢自身有效钢性和密封材料的弹性压缩比原理，在管件承接口的U型槽两侧用卡压工具压接，使管件和管材同时收缩变形（压缩成六角形），起到定位和固定作用，从而提高抗拉拔和抗旋转能力，实现不锈钢管道有效连接。

　　由此可以看出，它是依照不锈钢的自身钢性，靠压接收缩进行连接，所以管材与管件的壁厚起着重要的作用。如果管材与管件的壁厚不一致，钢性会有差异，从而压接受力会不均衡。

　　如：卡压管材标准GB/T 19228.2-2011 中规定Ⅱ系列管材15.9mm壁厚为0.8mm（22.2mm管材壁厚为1.0mm）；而卡压管件标准GB/T 19228.1-2011中规定对应规格管件最小壁厚为0.6mm（22.2最小壁厚为0.8mm），允许管件的最小壁厚比管材薄0.2mm，管件与管材要求的壁厚尺寸不一致。

　　管件的功能是：分支、弯向、变径和连接的作用，起到功能性作用比较大。如果管件与管材的壁厚不一致，钢性会有差异。其次，管件弯头外则及管件U型槽壁厚过度减薄，产品的质量与功能被降低（如降低壁厚或采用负公差的管材来降低产品价格，有的弯管外侧壁厚仅有0.50—0.58mm之间，达不到壁厚0.6mm要求。而有的胀型工艺生产管件，U型槽的壁厚只有0.4mm多点）。

　　3、使用中对壁厚的确认与选择。

　　管件的作用就是起连接管材的作用，使管道可以改变方向和口径。所以一般情况下管材与管件都是配套的，壁厚要求也是一致的。

　　（1）首先管材与管件规格要配套；（2）管件与管材壁厚要一致，这对压接、焊接的安全可靠性产生重要作用；（3）要检查弯头外则的壁厚是否在标准范围内；（4）检测“三通拉口”和“U型槽”的壁厚。过薄的管壁满足不了压接的强度要求，会留下隐患。

　　因为卡压式连接是靠壁厚来发生变形与紧固件形成密封，过薄的管壁满足不了表面压接变形的强度要求，很容易产生漏水或渗水的事故发生。

　　（四）固溶工序的防腐功能及寿命的影响

　　管件加工过程会影响金属零件的疲劳属性，影响金属疲劳属性工艺有：焊接、磨削、成型加工等等，会使管件拉应力的产生，从而加速金属疲劳失效发生，降低不锈钢使用寿命，所以须进行固溶（热处理）工序。

　　1、在成型和焊接后的管件，在经过1050℃ 左右温度时，可进行应力释放，恢复不锈钢管件在生产过程的应力和晶间变化，增强抗应力和晶间腐蚀能力。

　　2、将不锈钢硬度还原到220HV以下，改善疲劳属性，提高不锈钢的塑性和韧性，使管件在卡压安装中提高安全性能。

　　3、还原不锈钢表面的自然光亮，更加美观自然。