双相不锈钢在高压换热器制造中的应用

党云涛

[摘 要]双相不锈钢包含了铁素体与奥氏体的两种结构，这类不锈钢具备更好的性能，因此可以用来制造高压换热器。较长时期以来，制作高压换热器用到的不锈钢管工艺都受到国外垄断，这种现状亟待加以改进。具体在制造高压换热器的过程中，应当明确双相不锈钢的基本特征与制造流程；结合现阶段制造高压换热器的工艺状况，探究在高压换热器制作中运用双相不锈钢的具体技术措施。

[关键词]双相不锈钢；高压换热器；制造；具体应用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0393-01

相比于普通类型的不锈钢，双相不锈钢本身具有双相、高钼、高氮与超低碳的特征。具体在制作高压换热器时，通常需要用到直管热处理工艺与炼钢工艺等很多工艺。对于管坯炼钢而言，可以运用氩氧脱碳法或者电炉法来完成制作。在这其中，制造双相不锈钢管选择了冷轧工艺与热挤压相结合的工艺模式，这样做有利于保障加热的均匀性与准确性[1]。经过腐蚀试验的验证，可以明确高压换热器运用双相不锈钢制作的可行性，因此这项工艺适合运用于混合型的高压换热器生产与制造。

一、基本的工艺特征

从基本构成的角度来讲，双相不锈钢的基本构成应当包括铁素体与奥氏体，在两种元素密切结合的基础上构成了高压换热器。通常来看，双相不锈钢具有较高的点蚀指数，一般情况下超过了40的指数。由此可见，双相不锈钢最基本的特征就在于低碳含量、高氮与高钼含量。具体在炼钢的操作中，可以运用AOD与电炉的混合炼钢方法，通过这种方式来制作管坯。对于各项工序在进行微调时，可以借助LF炉的调节方法。AOD方法的基本原理为氩氧脱碳法，运用这种脱碳方法制作而成的换热器表现为良好的脱氧性能[2]。

截至目前，多数企业具体在制作高压换热器时仍然运用吹氮的方法来增加氮元素。在此情况下，炼钢所需的钢水液体应当融入气态的氮元素。氮元素本身属于奥氏体较强的非金属元素，而双相钢制作换热器的过程中应当保证相对稳定的双相比例。同时，这样做也能保障双相钢具备较强的耐腐蚀性。氮气合金化的工艺操作相比而言具有较高难度，这是由于钢水很难迅速溶解氮气分子。为了解决难题，具体在操作时可以视情况来调整吹入的氩气总量与氩气流速，在此前提下对于氮气的总比例进行精确控制。

二、制造高压换热器的具体应用

目前的状态下，技术人员具体在制造高压换热钢管时，通常可以选择冷轧工艺、斜轧穿孔工艺或者热挤压工艺。从现阶段的工艺现状来看，多数企业更适合运用斜轧穿孔的换热器制作工艺[3]。与热挤压的操作过程相比来看，斜轧穿孔方法具有更高的成材率，与此同时也在最大限度内减少了钢管制造的总成本。具体来讲，制造高压换热器运用的双相不锈钢工艺应当包含如下要点：

首先是斜轧穿孔。早在18世纪末期，德国科学家就创造了斜轧穿孔的钢管制造工艺，后期这项工艺被用来制造无缝钢管。对于金属材质的物体如果要实现变形操作，那么首要的工序就是设置穿孔。具体在操作时，对于管坯应当制作空心小孔，在此基础上制造空心毛管。某些情况下毛管外部表现为明显的缺陷，对此有必要通过穿孔操作的方式来消除缺陷。目前国内的多数企业都已经具备了相对成熟的二辊斜轧操作水平，这种现状有利于提升制造換热器的综合质量。

其次是热挤压。制造高压换热器运用热挤压的基本原理为：对于金属管坯，具体进行挤压操作时应当保证金属高于再结晶温度。这种状态下，就可以通过模型小孔挤出管坯，从而获得断面管材的基本形状。在金属成型的技术操作中，经常会用到热挤压的手段。对于金属原材在进行挤压之前，先要完成管坯的钻孔操作，在此基础上顺利实现管坯加热[4]。受到三向压应力的共同作用，经过热挤压的管坯就会迅速发生变形，这个阶段的管坯变形率相对较高。通过这种方式制造的换热器钢管具有致密的内部结构，因此母管的性能良好。

再次是热处理。金属再结晶的操作需要确保适当的温度，具体应当符合1100℃的固体溶解温度。金属一旦满足了溶解温度，那么奥氏体就会转变为轴状物体。此外，技术人员在制造高压换热器时还应当检测钢管内部的铁素体，固溶温度最好达到1000℃左右。在这之后，钢管还应当经过氧化皮处理的工艺，确保双相不锈钢符合各项基本的工艺指标。

总结

从本质上讲，双相不锈钢具备较高的氮元素含量，一般情况下可达0.3%左右的含氮量。因此相比来看，双相不锈钢本身的含氮量远远超过了普通的奥氏体钢。这种状态下，如果运用双相不锈钢来制作并且合成高压换热器，那么通常应当密切关注精确脱氮的操作工艺过程。截至目前，对于高压换热器具体在进行制造时，双相不锈钢的相关工艺并没有得到完善，因此仍然有待长期的改进。未来在实践中，技术人员还需要归纳经验，在此基础上提升高压换热器的整体质量与换热性能。

参考文献

[1] 王金光，张迎恺.国产超级双相不锈钢换热管在加氢高压换热器上的研制与应用[J].石油化工设计，2015（02）：1-5+75.

[2] 李义民，张凯，任世宏等.超级双相不锈钢药芯焊丝堆焊技术在压力容器制造中的应用[J].电焊机，2015（09）：189-192.

[3] 逯来俊，杨帆，王延平等.镍基合金在高压换热器制造中的应用[J].电焊机，2011（12）：82-84.

[4] 李海山，张文杰，张斌.双相不锈钢在压力容器制造中的应用[J].铸造技术，2013（05）：619-621.