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冷成型復合管的優點是生產工藝比較簡單,價格較便宜。缺點是界面非擴散結合,只是依靠對外層進行的冷加工來獲得緊密配合,因此冷加工復合管如果遭遇高溫就有分層傾向,復合管會因應力釋放而失效。這就限制了冷加工管的使用環境和應用領域。脹接分機械脹接和液壓脹接兩種。機械脹接是目前生產不銹鋼復合管的一種主要方法,它是利用滾脹芯軸回轉擠壓使復合管內管發生塑性變形,外管發生彈性變形,從而使復合管的外管對內管產生接觸壓力,以達到復合管內外壁的緊密貼合。液壓脹接原理與機械脹接相同,只是用管內高壓水施壓代替滾脹芯軸回轉擠壓。機械脹接時脹接力大小難以確定,易發生欠脹或過脹,且多次滾脹易造成襯里開裂。液壓脹接時脹接力均勻且大小可進行計算,因此更具優越性。兩種脹接法的共同缺點是內外層只是機械結合,和拉拔成型一樣,在高溫環境下會因應力松弛而分層失效。
熱擠壓一般是針對雙金屬管坯進行的,稱為復合擠壓(coextrude)。復合擠壓目前是生產不銹鋼和高鎳合金無縫復合管的好方法,日本制鋼所利用這種方法生產8in(203.2mm)以下的雙金屬復合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復合坯料加熱到1200℃左右,然后擠過由模具和芯軸形成的環狀空間。當擠壓坯料截面縮減到10:1時,高的擠壓壓力和溫度會在界面處產生“壓力焊”的焊接效應,促進界面間的快速擴散和廣泛結合,實現界面的冶金結合。擠壓前的復合管坯制造方法有三種:由鍛造坯料通過熱穿孔和放大擠壓獲得;直接離心旋鑄;用耐蝕粉末顆粒。也有內外兩種金屬原材料均采用粉末的,稱為“nuval”工藝,可以開發新型合金,但粉末制備成本太高。
優點:界面為冶金結合;擠壓過程中涉及的力完全是壓應力,因此特別適合于熱加工性不好、塑性低的高合金金屬的加工。缺點:由于結合決定于擠壓過程中極短時間內的元素界面擴散,通常會因氧化物膜的存在而受到影響,因此目前復合擠壓僅限于碳鋼、不銹鋼和高鎳合金間的復合。需要指出的是,熱擠壓的變形抗力小,允許每次變形程度大,導致表面粗糙度較高,因此也有先熱擠壓再進行冷軋(或冷拔)制造復合管的方法。
離心鑄造和離心鋁熱劑法離心鑄造是為適應海洋油氣生產而開發的,適用于制造內襯金屬熔點低于外層金屬熔點的復合管。襯層和基體均采用液態金屬。將制外管的鋼液引入一旋轉金屬模,在外管凝固過程中監測管內溫度。當外管凝固并達到一定溫度時,澆入耐蝕合金等內層金屬。通過控制鑄造條件,可以生產出牢固的冶金結合的雙金屬復合管。
當應用液態金屬進行表面堆敷時,采用離心技術可復合層容易出現的氣孔和夾雜。這時,熔化金屬中密度低的渣、雜質和氣體上升到表面,而較重的金屬成分下沉,在管壁上形成一致密層,從而提高熔敷質量和再現性。因此其優缺點分別為:
優點:界面實現冶金結合,致密度高,排渣、排氣性好。缺點:若沒有其后的熱變形,僅限于鑄態使用,其粗大的鑄態組織導致各層金屬的力學性能不能充分發揮。另外,該方法不能生產外層為輕合金的復合鋼管。
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對填料及施工質量的要求:橋臺附近路基,應以砂礫等滲水土填筑,并應加強地表排水,避免雨水滲入路基;或設置盲溝,盡快疏干滲入的水分。在嚴寒地區,為防止填土凍害,對填料及施工質量更應從嚴要求。這些措施對保證路堤穩定,減少臺后土壓,至關重要。
橋臺附近路基,應以砂礫等滲水土填筑,并應加強地表排水,避免雨水滲入路基;或設置盲溝,盡快疏干滲入的水分。在嚴寒地區,為防止填土凍害,對填料及施工質量更應從嚴要求。這些措施對保證路堤穩定,減少臺后土壓,至關重要。
橋臺是位于橋梁欄桿兩端并與路基相連接的支承上部結構和承受橋頭填土側壓力的構造物。其功能傳遞橋梁上部結構的荷載到基礎,還具有抵擋臺后的填土壓力、穩定橋頭路基、使橋頭線路和橋上線路可靠而平穩地連接的作用。
橋臺的基本類型有:不帶翼墻的橋臺。在橋臺兩側設置錐體填方,其坡面須作必要的防護。鐵路橋梁因列車行駛軌道位置固定,需要的臺身寬度較窄,臺身又往往較高,取消翼墻,代以錐體填方,技術、經濟效果較好,故使用較多。
不帶翼墻的橋臺構造形式,常用的有U形、T形、埋置式、耳墻式等多種。U形橋臺臺身由支承上部結構的前墻和兩邊側墻組成U形伸入路堤,側墻外設置錐體填方。結構簡單,整體性強,施工簡易,在城市、公路橋梁上用得較多。
不銹鋼復合管了解到,以采用八字形翼墻較為普遍,這種翼墻的作用在于擋住橋臺兩側的路基填土,保證橋頭路基穩定,并引導水流順暢地進入橋孔。它構造簡單、施工放線較方便。
為減少橋臺工程量,并有效地抵擋臺后填土壓力,橋臺可利用埋入臺后路基中的拉桿錨固,做成錨桿式橋臺或設錨定板做成錨定板橋臺;也可利用填土壓重,做成倒T形橋臺。這些橋臺均具有輕巧的特點,統稱為輕型橋臺。
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