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加強級3PE防腐鋼管是怎樣構(gòu)成的
3pe加強級防腐無縫鋼管母材包括無縫鋼管,螺旋鋼管和直縫鋼管。3pe加強級防腐無縫鋼管一防腐層對于埋地管道的壽命來說是至關(guān)重要的,同樣材質(zhì)的管道,有的埋在地下幾十年不腐蝕,有的幾年就發(fā)生泄露。就是因為它們采用了不同的外防腐層。3pe加強級防腐無縫鋼管是指3層結(jié)構(gòu)聚烯烴涂層外防腐鋼管,是國內(nèi)常用的一種防腐管道。其加工方式一般分纏繞式和圓模包覆式兩種。3pe加強級防腐無縫鋼管涂層也就是(三層聚乙烯防腐涂層),是將歐洲的2PE防腐層和北美廣泛使用環(huán)氧粉末防腐鋼管涂層(FBE)巧妙的結(jié)合起來而產(chǎn)生的一種新的防腐鋼管涂層。在全世界已被認可和使用已經(jīng)有十多年了。3PE防腐鋼管的涂層是底層與鋼管面所接觸的是環(huán)氧粉末防腐涂層,中間層為帶有分支結(jié)構(gòu)功能團的共聚粘合劑。面層為高密度聚乙烯防腐涂層。
鋼是鐵、碳組成的合金。鐵的原子序數(shù)是26 ,核外電子呈2、8、14、2 排列,次外層的14個電子在原子周圍的排布難以均衡,這影響到它最外層價電子的運轉(zhuǎn)。所以鐵的價電子速率、個數(shù)有較大的可塑性,因而鐵有不同的化合價,這就導(dǎo)致鐵的化學(xué)性質(zhì)較為活潑。鐵較易與氧起反應(yīng),在潮濕空氣中能緩慢地進行氧化反應(yīng),而且還能深入進行——鐵生銹。在常溫下,鐵原子排列整齊有序,鐵原子的二個價電子都參入價和運轉(zhuǎn),并且價和軌道在二個相互垂直的穩(wěn)定平面上,價和力和電磁力構(gòu)成了內(nèi)聚力,此時晶格呈體心立方結(jié)構(gòu)。當溫度升至950℃ 以上時,電子運轉(zhuǎn)速率增大,核心的庫侖力也增大,由于次外層電子運轉(zhuǎn)是不均衡的,核心此時把一個價電子吸引到次外層,這樣,此時鐵原子僅一個電子參入價和運轉(zhuǎn),像銅一樣,兩個原子之間只有一個結(jié)構(gòu)元,其晶體結(jié)構(gòu)也像銅一樣呈面心立方體。
這就形成了鐵的同素異晶現(xiàn)象。(這是現(xiàn)代科學(xué)之謎)碳是4價、非金屬,所以碳在鐵中,不能夠以任意比例“化合”, 含碳量只能在(2%——0.2%)范圍內(nèi)形成高碳鋼——低碳鋼。先說說合金,然后專門討論鐵碳合金-鋼鐵。金屬之間由電磁力結(jié)合,所以多種金屬或非金屬元素互熔,就形成了合金。人們鐘愛合金,是因為合金材料的強度、硬度等機械性能比純金屬有顯著的提高。合金比單一金屬具備更多種優(yōu)良性能,青銅劍削純銅、如同刀削蘿卜,原因何在?這是因為:在合金中不同元素的原子間距很近,從溶液到結(jié)晶全過程中,各原子都加強對自己電子的控制,以免被其它元素的原子吸引去,于是電子速率加快,電磁力增大、合金材料的強度增大。合金中摻入價電子速率較高元素的原子,如:鐵中滲碳、滲氮,在與基本元素的結(jié)合成結(jié)構(gòu)元的過程中,較強的電磁力激活了基礎(chǔ)元素的價電子,使其價和電子速率增加。若摻入元素的價電子數(shù)多,將使合金中結(jié)構(gòu)元增多,強度得以大提高。如:鐵中滲4價的碳、5價的氮。
在合金中不同元素的原子還能夠改變主體的化學(xué)性狀(加強對自己電子的控制),使價電子速率穩(wěn)定,氧化反應(yīng)不能繼續(xù)進行.在鐵中參入一定量的鎳、鉻就成為了不銹鋼。在合金中不同元素的原子還能夠造就主體特有的力學(xué)特征,有特定溫度下的復(fù)原能力。如:鈦合金中參入一定量的鎳就成為了神奇的記憶合金。合金材料一般特征是熔點升高,強度、硬度增加,電子空位少(時間短),導(dǎo)電率下降。磷、硫等元素因其價電子速率很低,只能在鋼鐵中起降低價和電子速率,降低金屬強度的作用;磷、硫中較多的價電子雖然使得金屬中的結(jié)構(gòu)元增多,但是這些結(jié)構(gòu)元連接力度不大、而導(dǎo)致脆性增加。于是人們把它們叫做雜質(zhì)。事物有兩面性,降低價和電子速率不見得都是不好,最近人們研制的碲銅合金因為降低了價電子速率使導(dǎo)電能力增加、導(dǎo)熱能力增加。鋼是鐵和碳組成的合金,隨著鐵中含碳量的增減,其機械性能亦發(fā)生明顯的變化。這是因碳原子直徑較小,電子速率很高,高速價和運轉(zhuǎn)時,伴生著較大的電磁力,激活了鐵中的價電子,使其速率增加;又因為碳原子有4個價電子,淬火時價和運轉(zhuǎn)時形成許多鐵—碳結(jié)構(gòu)元,導(dǎo)致鋼中的結(jié)構(gòu)元增加;從而使得鋼的硬度隨之增加。高碳鋼含碳量大約在2%,如果含碳分布均勻,那么在3.7個鐵結(jié)構(gòu)元之間就會有一個鐵—碳結(jié)構(gòu)元,這樣的高碳鋼經(jīng)淬火之后硬度很高??梢杂米骷庸さ毒摺@頭的材料。鋼是怎樣構(gòu)成的常用的45號鋼,含碳量在0.45%,屬于中碳鋼。大約在6個鐵結(jié)構(gòu)元之間就會有一個鐵—碳結(jié)構(gòu)元,這樣的中碳鋼的硬度、韌性適中,綜合性能較好。
當鋼的含碳量超過2.117%后,因碳的比例增加,容易形成碳原子的小集合,因壓力溫度不夠,不能形成金剛石結(jié)構(gòu),而是形成石墨結(jié)構(gòu),這種小石墨團嵌合在鋼中,反而使得材料脆性增大,強度下降。但是耐磨性好,鑄造性能好,人們稱之為鑄鐵。鋼的機械性能(指其硬度、強度、延展性、焊接性等等多種性能)不僅與其含碳量有關(guān),而且與其熱處理工藝的關(guān)系極大,以下我們就用物質(zhì)結(jié)構(gòu)元原理討論幾個鋼的熱處理問題。淬火是較多大眾所知道的鋼的熱處理方法,其工藝是:首先把碳鋼加熱到臨界溫度以上(800℃),保溫后,快速浸到冷水或油里冷卻。使得鋼件的硬度、強度得以極大的提高。工程上的齒輪、彈簧一般都是經(jīng)過淬火,我們家用的刀、剪也都經(jīng)過淬火。為什么這樣能提高強度?這不是因為有了什么“晶格畸變”,而是因加熱使得鐵的價和電子速率增加,與碳的價和電子相近,容易形高溫態(tài)的成鐵—碳結(jié)構(gòu)元。突然降溫,高速率的價和電子立即從立交降為平面運轉(zhuǎn),已經(jīng)形成的鐵—碳價和運轉(zhuǎn)來不及重組(如果緩慢降溫,鐵的價電子速率逐漸下降、整合,鐵—碳結(jié)構(gòu)元分離、重組),從而形成鐵--碳結(jié)構(gòu)元充斥在鋼鐵之中。這種鋼內(nèi)的結(jié)構(gòu)元多,價和運轉(zhuǎn)速率高,整體性強,使得鋼中價和力、價磁力增大,鋼的硬度和強度也就增加
為什么要加溫到800℃ 左右呢?這是很有講究的:溫度低了鐵的價和電子速率不高,不能形成鐵碳結(jié)構(gòu)元。溫度過高、鐵的價和電子數(shù)量減少。若加溫到950℃時,鐵中結(jié)構(gòu)元將減少一半,鐵晶體轉(zhuǎn)變成面心立方,此時降溫淬火,物體內(nèi)還要重建結(jié)構(gòu)元,重整晶體結(jié)構(gòu)(從面心立方向體心立方轉(zhuǎn)變)使得工件變形大,而且重整過程中要消耗一些能量,因而價和電子速率也不會更高,鋼的強度也不會更高??梢娙藗冊趯嵺`中總結(jié)的淬火工藝是很有道理的。鋼材淬火是突然遇冷、由表及里,鋼材突然內(nèi)外溫差很大,內(nèi)外的價和電子速率相差很大,運轉(zhuǎn)不協(xié)調(diào)。宏觀的表現(xiàn)是內(nèi)應(yīng)力很大。鋼材的硬度雖然大、但是很脆,容易脆斷。于是聰明的工匠發(fā)明了回火,就是把淬火之后的鋼件再放回爐子內(nèi)加溫,(材料不同回火的次數(shù)、溫度不同)以消除內(nèi)應(yīng)力。退火把鋼件加熱到臨界溫度以上(800℃),保溫后,緩慢降溫,經(jīng)過這樣的退火處理,鋼件內(nèi)沒有鐵—碳結(jié)構(gòu)元,硬度較低,便于加工。
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