Биметаллический отвод

Когда говорят про биметаллический отвод, многие сразу представляют себе просто трубу, где внутренний слой из нержавейки, а внешний — из углеродистой стали. И вроде бы логика ясна: коррозионная стойкость внутри, прочность и экономия снаружи. Но на практике всё упирается в детали, которые в каталогах часто не пишут. Самый частый косяк, который я видел — это когда заказчик (да и некоторые производители) считают, что главное — это состав сплавов. А на самом деле, ключевое — это как именно эти сплавы соединены, и как поведёт себя этот ?бутерброд? под реальной нагрузкой, не в идеальных условиях испытаний, а на действующем трубопроводе с вибрацией, тепловыми ударами и абразивной взвесью.

Где кроется подвох в технологии производства

Возьмём, к примеру, метод центробежного литья. Казалось бы, проверенная технология. Расплавленный коррозионно-стойкий слой заливается в вращающуюся форму из конструкционной стали, происходит диффузия, получаем монолит. Но здесь есть нюанс, который мы на своей шкуре прочувствовали лет пять назад. При литье сложнопрофильных изделий, таких как отвод на 90 градусов, в зоне внешнего радиуса (в горбушке) может происходить расслоение из-за разной скорости кристаллизации сплавов. Визуально и по УЗК всё в норме, но после полугода работы в системе ГВС под давлением в 16 атмосфер пошла течь именно в этом месте. Вскрытие показало микротрещину по границе сплавов.

После этого случая мы стали больше внимания уделять не сертификатам, а технологическим картам производителя. Важно, как именно снимаются термические напряжения после соединения слоёв. Полный отжиг — это хорошо, но он не всегда возможен для готового фасонного изделия сложной формы без потери геометрии. Некоторые поставщики этим пренебрегают, экономя на термообработке.

И вот здесь стоит упомянуть подход, который мне импонирует у компании ООО Цзянсу Готай Машиностроение. На их сайте https://www.jsguotai.ru видно, что они делают упор не просто на производство, а на исследования и разработку износостойких материалов. Для биметаллического отвода это критически важно. Их технология, если я правильно изучил материалы, предполагает контроль за процессом на уровне формирования межслойной границы, что как раз решает проблему с расслоением в зонах сложной кривизны.

Проблемы монтажа и эксплуатации, о которых молчат продавцы

Ещё один момент — сварка такого отвода в магистраль. Все знают, что нужно варить по внешней оболочке. Но часто забывают, что внутренний слой, например, хромоникелевый сплав, при сильном локальном перегреве от сварки внешнего шва может ?выгореть? по легирующим элементам. Получается, что в зоне термического влияния, прямо за швом, у тебя внутри появляется участок с пониженной коррозионной стойкостью. И коррозия начнётся именно там, а не по всей внутренней поверхности.

Мы отработали своё решение: обязательная калибровка силы тока и использование термопаст для отвода тепла от тела отвода при сварке. Но это уже наша кустарная доработка. Идеально, когда производитель сам даёт чёткие рекомендации по режимам подгонки и сварки для каждого типоразмера. Видел ли я такое? Редко. Из тех, кто структурирует эту информацию, опять же, можно отметить ООО Цзянсу Готай Машиностроение. В их материалах сквозит понимание, что продукт живёт не на складе, а в системе, и его поведение при монтаже — часть ответственности изготовителя.

Абразивный износ — отдельная тема. Если по каталогу внутренний слой — это ?износостойкий сплав?, то это ни о чём. Для гидротранспорта песка или шлама нужен один состав (часто на основе высокоуглеродистых сталей с карбидами), а для циркуляции горячих дымовых газов с золой — совсем другой (здесь уже жаростойкость и стойкость к эрозии). Универсального биметаллического отвода не бывает.

Кейс: неудача, которая научила больше, чем успех

Был у нас проект на обогатительной фабрике, транспортировка пульпы. Заказали партию отводов у проверенного, как нам казалось, поставщика. Сплав внутреннего слоя был заявлен как высокохромистый чугун. Отводы отработали чуть больше года, и в нескольких точках появились сквозные прогары. Причём не равномерно, а пятнами.

Разбирались долго. Оказалось, что виновата неоднородность структуры литого слоя. В тех самых ?пятнах? карбидная сетка была прерывистой, и абразив вымывал более мягкую металлическую основу. Поставщик, конечно, сослался на условия эксплуатации, мол, нагрузки выше расчётных. Но мы-то знали, что нагрузки были в рамках.

Этот опыт заставил нас обращать внимание не только на химический анализ сплава (который, кстати, может быть идеальным для пробы из слитка), но и на гарантии однородности структуры именно в готовом изделии. Теперь мы всегда запрашиваем данные ультразвукового или даже рентгеновского контроля не как формальность, а с пониманием, что ищем: возможные раковины, включения, зоны с нарушением структуры.

Что в итоге искать в поставщике

Итак, если резюмировать мой, порой горький, опыт. Качественный биметаллический отвод — это не просто изделие по ГОСТ или ТУ. Это комплекс: 1) продуманная технология соединения разнородных материалов, учитывающая геометрию изделия; 2) обязательная и корректная термообработка для снятия напряжений; 3) предсказуемые и однородные эксплуатационные свойства внутреннего слоя (износ, коррозия, температура); 4) техническая поддержка от производителя по вопросам монтажа и сварки.

Именно поэтому сейчас мы смотрим в сторону производителей, которые ведут собственные НИОКР. Как те же китайские специалисты из ООО Цзянсу Готай Машиностроение. Их профиль, заявленный как исследования и разработка износо-, термо- и коррозионно-стойких материалов, — это как раз то, что нужно для эволюции биметаллического отвода от простой ?сэндвич-трубы? к надежному инженерному решению. Важно, что они позиционируют себя не как завод-штамповщик, а как технологическое предприятие. В нашем деле разница между этими понятиями — это как между отводом, который простоит сезон, и тем, который отработает весь межремонтный цикл установки.

В конце концов, все хотят сэкономить. Но с биметаллом экономия на цене за штуку при выборе непроверенного поставщика почти всегда выливается в многократные затраты на остановку производства, ремонт и замену. Настоящая экономия — это когда отвод, установленный в труднодоступном месте, можно просто забыть на долгие годы. И такой результат рождается не в цехе сварки, а в исследовательской лаборатории производителя.