不銹鋼管帽的強(qiáng)度和剛度,對(duì)管道的整體穩(wěn)定和正常使用均有重要影響。不銹鋼管帽是由不銹鋼管組成的空間結(jié)構(gòu),其構(gòu)件的結(jié)點(diǎn)并非固接。因此,精確地考慮立桿節(jié)點(diǎn)的邊界條件是較為復(fù)雜的問題。但是,不銹鋼管帽可以看成是一個(gè)具有等節(jié)間長(zhǎng)度、等剛度的彈性支承壓曲桿件,是屬多支座(指各大橫桿、小橫桿和連墻桿)的連續(xù)性。在此情況下,立桿整體穩(wěn)定的臨界荷載值,可用歐拉公式簡(jiǎn)化計(jì)算。式中值為立桿不同端點(diǎn)情況對(duì)臨界值的影響,該值系通過試驗(yàn)求得。為確定不銹鋼管帽在不同連墻構(gòu)造情況下的臨界荷載值,曾進(jìn)行多次的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果列于表5。表5中由試驗(yàn)計(jì)算所得出的值,可供施工單位在采用相應(yīng)構(gòu)造型式的不銹鋼管帽時(shí),核算不銹鋼管桿臨界荷載值使用。各種不銹鋼封頭在低溫時(shí)的拉伸試驗(yàn)結(jié)果的一例列于表2.6及表2.7。由于高鉻不銹鋼封頭在低溫時(shí)韌性顯著降低,故需要加以注意。另一方面,奧氏體類不銹鋼封頭在低溫時(shí)的韌性下降比較小,而溫度越低,則抗拉強(qiáng)度反而越顯著增高。 表2.6 鉻型不銹鋼封頭的拉伸試驗(yàn)
化學(xué)成分%
|
溫度℃
|
屈服點(diǎn)
|
抗拉強(qiáng)度
|
延伸率
|
斷面收縮率
|
Cr
|
C
|
Mn
|
13.5
|
0.35
|
0.40
|
常溫-183℃
|
94.7
|
100
|
10
|
37
|
17.0
|
0.10
|
0.40
|
常溫-183℃
|
19
|
65
|
14
|
71
|
20.0
|
0.25
|
0.50
|
常溫-183℃
|
55
|
44.3
|
24
|
59
|
其次,在低溫時(shí)的機(jī)械性能中,最重要的就是沖擊能力,但是,可以看出,馬氏體類及鐵素體類不銹鋼封頭和碳素鋼一樣,在低溫時(shí),沖擊能力顯著降低,這就是存在著臨界溫度。在表2.8 中,就是表示高鉻不銹鋼封頭低溫沖擊試驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)例子。
另一方面,如表2.9所示,未發(fā)現(xiàn)奧氏體類不銹鋼封頭由于溫度的降低而引起沖擊值顯著降低的現(xiàn)象。這樣,奧氏體類不銹鋼封頭即使在超低溫下,也具有很高的沖擊能力,亦作為低溫用材料而應(yīng)用。
但是,在奧氏體類不銹鋼封頭中,還存在著鐵素體組織時(shí),或經(jīng)敏化處理時(shí),低溫沖擊能力就有所下降。在這種不銹鋼封頭的焊接接頭中,為了防止熱裂縫,往往在熔敷金屬中含有百分之幾的鐵素體,在18Cr--8Ni不銹鋼封頭的熱影響區(qū)中,有可能在晶界上析出鉻的碳化物,故在確保低溫韌性的前提之下,這一問題也必須充分地注意。