擠壓過程中食品級不銹鋼管的應(yīng)力狀況

通過對食品級不銹鋼管預(yù)應(yīng)力的計算，擠壓生產(chǎn)過程中坯料對食品級不銹鋼管內(nèi)壁的內(nèi)壓力以及食品級不銹鋼管在不同狀態(tài)下的應(yīng)力分析、溫度分析及其耦合分析，得到如下結(jié)論:

(1)擠壓過程中食品級不銹鋼管內(nèi)襯的溫度隨擠壓過程的進行不斷升高，擠壓結(jié)束時在內(nèi)襯內(nèi)壁靠近擠壓模的區(qū)域溫度，達到631℃。而中襯和外筒的溫度變化不大。

(2)在非工作狀態(tài)下，食品級不銹鋼管等效應(yīng)力值為243MPa，主要集中在食品級不銹鋼管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)下，其值為286MPa，分布在內(nèi)襯內(nèi)壁表面中間部位。在工作狀態(tài)下，其等效應(yīng)力為952MPa，主要分布在內(nèi)壁的上端高溫區(qū)域。食品級不銹鋼管內(nèi)部的應(yīng)力集中區(qū)域主要分布在高溫區(qū)，其分布和溫度分布情況基本相同。溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對食品級不銹鋼管內(nèi)部應(yīng)力分布影響較大。

(3)食品級不銹鋼管所受徑向應(yīng)力，在非工作狀態(tài)，食品級不銹鋼管主要受外部預(yù)應(yīng)力提供的預(yù)應(yīng)力作用，食品級不銹鋼管徑向呈壓應(yīng)力狀態(tài)，其中值為113MPa，分布在食品級不銹鋼管外壁。在預(yù)熱狀態(tài)，其徑向壓力為124MPa，主要集中在上下端面處。在工作狀態(tài)，其徑向壓力為337MPa，主要集中在食品級不銹鋼管上端部分區(qū)域。

(4)食品級不銹鋼管所受切向應(yīng)力，在非工作狀態(tài)，切向應(yīng)力沿徑向由內(nèi)到外梯次降低，其中值為250MPa，主要分布在食品級不銹鋼管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)，其中食品級不銹鋼管切向應(yīng)力為301 MPa，主要集中在食品級不銹鋼管內(nèi)壁中間區(qū)域。在工作狀態(tài)，其中食品級不銹鋼管切向應(yīng)力為1110MPa，主要集中在食品級不銹鋼管內(nèi)壁上端高溫區(qū)域。

我國食品級不銹鋼管生產(chǎn)工藝與國外的差距

改革開放以來，為了掌握和引進國外先進的食品級不銹鋼管生產(chǎn)裝備和技術(shù)。以便進一步提高我國食品級不銹鋼管生產(chǎn)的裝備和技術(shù)水平，自1982年開始，上鋼五廠多次組團先后對美國、法國、德國、瑞典、奧地利、意大利、比利時等國家的食品級不銹鋼管生產(chǎn)進行了考察，發(fā)現(xiàn)我國的食品級不銹鋼管生產(chǎn)技術(shù)與國外先進工業(yè)國家相比，存在著很大的差距，其中體現(xiàn)在以下幾個方面。

我國食品級不銹鋼管生產(chǎn)的供壞幾乎是的采用模鑄后鍛軋的工藝。如 130mm以下穿孔機所用的食品級不銹鋼管坯，其典型的生產(chǎn)工藝是:模鑄成508mm (20”)鋼錠一鍛軋成直徑 150mm的由初軋機提供，160 ～190mm的由(800mm初軋機提供，190mm的由鍛造提供)。而長城鋼管廠31.5MN擠壓機生產(chǎn)食品級不銹鋼管時管坯也是采用模鑄加鍛軋的工藝(對干直徑<260mm的擠壓坯采用模鑄3錠加825mm初軋機開坯的工藝；對于直徑<345mm的擠壓坯采用模鑄3 ～5t錠加20MN快鍛的工藝)。近年來，也有一些廠家采用進口的連鑄方坯軋制成管坯的“半連鑄坯”工藝。攀鋼集團成都無縫鋼管有限責任公司曾作過采用自產(chǎn)的水平連鑄坯生產(chǎn)食品級不銹鋼管的嘗試，并取得了一定的成果。

國外食品級不銹鋼管生產(chǎn)普遍采用擠壓工藝，這為連鑄坯的采用提供了極為有利的條件。與傳統(tǒng)的模鑄相比較，采用連鑄管坯比軋制管坯成材率提高10%～15% ,能源費用節(jié)省40%～50%,采用連鑄管坯生產(chǎn)食品級不銹鋼管收得率提高17% ,勞動力減少60%，噸鋼節(jié)能0.125x10 16kJ，總加工時間減少25%連鑄管坯比軋制管坯的成本低40～50美元/t。

連鑄管坯的采用是食品級不銹鋼管生產(chǎn)技術(shù)的一大進步，它使食品級不銹鋼管的生產(chǎn)實現(xiàn)了“短流程'工藝，使生產(chǎn)成本大大降低，從而在市場上增強了競爭能力。

室內(nèi)給水系統(tǒng)采用食品級不銹鋼管的好處

1.保護水質(zhì) 安全健康

食品級不銹鋼管是一種公認的可植入人體的健康材料，在浸泡水試驗中，其各項指標均符合國家有關(guān)飲用水標準要求。另外，食品級不銹鋼管內(nèi)壁光滑，長期使用不會積垢、不易被細菌污染，杜絕水的二次污染，保障水質(zhì)安全健康。

2.抗腐抗壓 經(jīng)久耐用

食品級不銹鋼管具有良好的抗腐蝕和耐高溫的特性，不會析出有害物質(zhì)，在保護水質(zhì)的同時，也大程度地延長了管道的使用壽命。強度高、抗高壓是食品級不銹鋼管的另一大優(yōu)勢，銅管的強度是PP-R管的3-4倍，食品級不銹鋼管更是達到8-10倍，可承受每秒30米的高速水流沖擊，顯著降低了水的滲漏率，使得管道連接更加緊固安全。

3.節(jié)能降阻 綠色環(huán)保

食品級不銹鋼管內(nèi)壁光滑，水阻非常小，減少了壓力損失，不僅優(yōu)化了日常用水體驗，也降低了輸送成本。在環(huán)境保護上，廢舊食品級不銹鋼管均可回爐重復(fù)使用，無任何廢棄物污染環(huán)境，相比PP-R管終以白色廢物(難以分解的高分子廢物)污染環(huán)境，使用食品級不銹鋼管是一項利國利民、意義深遠的英明決定。