L360QS/Incoloy825镍基合金复合管的液压胀合工艺

双金属复合管由两种不同的金属管材构成，管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合，受外力作用时，内外管材同时变形且界面不分离。

外包覆的双金属管大量用于装饰和结构管用，内复合双金属管则主要用在防止有害介质对管道的腐蚀等方面。与单一金属管相比，双金属复合管的基管满足管道的设计应力，衬管满足耐腐蚀或耐磨损等性能要求。由于其兼具了基层和复层材料各自的优势，且节约了稀有贵重金属的使用，降低了生产成本，在石油、化工、核电、轻工和机械工程等行业有着广阔的应用。

按照复合管界面的结合方式，双金属复合管可以分为机械型复合管和冶金型复合管，冶金复合工艺包括热轧复合、热挤压负荷、爆炸焊接复合、离心铸造复合等，其工艺是熔合两种金属，因此复合牢固、结合强度较高，冷热缩胀一致，但由于其生产成本高、制作受设备限制，产品规格有限，因此应用范围有限。机械复合工艺包括液压胀合、旋压复合等，由于设备工艺比较简单、工序较少、生产成本较低。

液压胀合工艺与其他工艺相比，它具有胀合力均匀且容易确定和测量、易于对胀合过程进行力学分析和数值模拟等一系列优点，因此有着广泛的开发前景和应用价值。但到目前为止，有关L360QS/Incoloy825镍基合金的液压胀合复合管的试验研究还未见相关报道。西安石油大学材料科学与工程学院的研究者们通过对复合管的胀合原理进行分析，计算了L360QS/Incoloy825镍基合金的胀合压力。试验结果检测复合管间的残余接触应力满足APISpec5LD的标准要求。

外管L360QS碳钢管，长度600mm，屈服强度530MPa，伸长率25%，弹性模量260GPa，泊松比0.3，外径219mm，壁厚10mm；内管825镍基合金管，长度5900mm，屈服强度410MPa，伸长率49%，弹性模量195GPa，泊松比0.3，外径196mm，壁厚2.5mm。内外管初始间隙2.0mm。

L360QS碳钢管和Incoloy825镍基合金的液压胀合试验按照同轴装配-封焊内外管间隙-封焊外管-焊接进出水接口-连接试验设备-打压-泄压-检测的过程进行。试验结果表明：

（1）通过对液压胀合原理进行分析，计算得到了L360QS/Incoloy825镍基合金管的最小胀合压力Pimin为49.10MPa，最大胀合压力Pimax为57.42MPa。

（2）采用全套静水压系统对L360QS/Incoloy825镍基合金管成功地进行了液压胀合试验，胀合压力值为57MPa。

（3）采用推出法测得管段长度为200、50mm的L360QS/Incoloy825镍基合金复合管分离时的最大结合力分别为86.2、20.01kN，计算得到其内外管间残余接触应力分别为0.7、0.65MPa，均大于API5LD的标准要求的0.2MPa。