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方矩管一般是指方形管材和矩形管材的称呼,主要是对带钢进行卷制而成的特殊的钢材,这种钢材的价格相对来说比较便宜,适合一般企业的大量采购,同时对于方矩管来说是普遍的材料,它的结构简单,所以由它制作的方矩管在价格上也是比一般的材料更有优惠,更适合在建筑过程之中的大量采购,是非常适合中小企业对于厂房的要求和基本建设的材料。
方矩管由带钢经过卷制而成,因此在制作工艺上,是十分便捷的,而且,方矩管的形状是方形或者矩形的,这样的结构对于物体的支撑作用和其他的各种物体的建设都是十分有利的,方矩管对于企业来说,寿命也是比较长的,性能也是稳定的,因此,对于一般企业来说是一个不错的选择。
为了提高方矩管的表面硬度和耐磨性,可以对方矩管进行表面处理,如火焰表面、高频表面淬火、化学热处理等。一般来说,高、中频表面多为淬火,加热温度为850-950度。由于导热性差,加热速度不能太快,否则会出现熔化裂纹和淬火裂纹缺陷。高频淬火要求基体经正火后以珠光体为主。冷却用喷涂水或喷涂聚乙烯醇溶液。回火温度在200-400 c之间,硬度为40-50 HRC,可以保证方形管表面的硬度和耐磨性。
另外,方矩管的热处理有以下三个优点:
(1)高精度方矩管材尺寸稳定性要求管材的精度保持稳定。由于冷却速率低,在空气中矫直,具有稳定效果,增加了结构中残余方矩管的数量,必须进行冷处理。
(2)由于方矩管长细比,降低淬火变形容易变形,淬火过程中必须严格控制变形。热处理是一个非常关键的过程。在淬火和冷却过程中,采用冷塑性进行及时校正,是保证合格率提高的关键步骤。因此,应进行热浴淬火或油中淬火。介质冷却一定时间,建议热校正。
同时,在加热过程中应进行悬挂加热,以减少淬火变形。对于高精度导轨,应进行气体渗氮或等离子渗氮,以减少变形。
(3)高硬度方矩管主要受接触疲劳载荷作用,因此必须具有高硬度。因此,应进行淬火、表面淬火或化学热处理,然后进行低温回火。
有时方矩管坯会出现分层问题,从而导致探伤不合。要这一缺陷,我们可以采取以下三点处理措施:
(一)优化缓冷时间
优化方矩管板坯的缓冷工艺,主要针对堆垛温度和堆垛持续时间。轧制钢板厚度不大于80mm钢板热矫直后,在冷床停留时间不得超过5min。厚度大于80mm钢板可适当延长至10min,确保钢板成垛前温度控制在500℃以上。钢板厚度不大于50mm钢板缓冷时间在12h;厚度大于50mm的钢板缓冷时间24h,严禁提前拆垛精整。
(二)优化控制冷却
方矩管板坯出现贝氏体一般是由于冷速过快造成的。当冷却速度降低至3-5℃/s时,钢板心部偏析带不再出现贝氏体组织,形成常规的珠光体组织。控制冷却优化后,板坯心部偏析带组织应力明显减少,因组织应力产生的微裂纹得到大大改善。
(三)集中装炉制度
在实际生产中轧制钢板的长及宽相差较大,在钢板缓冷时存在堆垛不整齐的情况,导致超宽板边部探伤检验不合格或是超长板头部探伤检验不合格。通过建立集中装炉制度,安排轧制钢板长、宽相近的合同集中装炉,保证后续钢板堆垛的整齐。必要时对方矩管板坯周边采用石棉布包裹,加强保温效果。
方管有个“翅化比”的概念,翅化比就是翅片外表总面积之和与原裸管面积之比;如经加工后翅片面积是1.657㎡/米,而原未加工的钢管直径为25mm,其裸管面积是0.025*3.14=0.0785㎡/米,则翅化比为1.657/0.0785=21.11,是个面积增加倍数的概念。
方管的面积就是指管外径扩展后的总面积之和,包括3个部分组成,基管面积,翅片正反2个面的面积,因为翅片是有一定的厚度,所以还需加上翅片顶端的面积,当然,基管面积需扣除被翅片厚度覆盖的部分。简单的说,凡是暴露在空气中的面积,均需累计。为计算简便,通常忽视螺旋形态的扩展增加的部分,同时把梯形的翅片看成是长方形,这2部分对计算结果的差异影响是非常小,可忽略。 值得注意的是,方管的包覆层的厚度关系到方管的贴合紧密度,很多单位对此忽视,合格的DR型钢铝复合方管内外管壁间的接触压力应≥6.0Mpa,过低的接触压力影响传热性能,且会使基管暴露于空气中,产生大气腐蚀,缩短使用寿命。
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