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鋼管
發布時間:2017-11-14

   鋼管(Steel pipe)生產技術的發展開始于自行車制造業的興起、19 世紀初期石油的開發、兩次世界大戰期間艦船、鍋爐、飛機的制造,第二次世界大戰后火電鍋爐的制造,化學工業的發展以及石油天然氣的鉆采和運輸等,都有力地推動著鋼管工業在品種、產量和質量上的發展。

鋼管不僅用于輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機械零件和容器,它還是一種經濟鋼材。用鋼管制造建筑結構網架、支柱和機械支架,可以減 輕重量,節省金屬20~40%,而且可實現工廠化機械化施工。用鋼管制造公路橋梁不但可節省鋼材、簡化施工,而且可大大減少涂保護層的面積,節約投資和維護費用。

  按生產方法

鋼管按生產方法可分為兩大類:無縫鋼管和有縫鋼管,有縫鋼管簡稱為直縫鋼管。

1. 無縫鋼管按生產方法可分為:熱軋無縫管、冷拔管、精密鋼管、熱擴管、冷旋壓管和擠壓管等。

無縫鋼管用優質碳素鋼或合金鋼制成,有熱軋、冷軋(拔)之分。

2.焊接鋼管因其焊接工藝不同而分為爐焊管、電焊(電阻焊)管和自動電弧焊管,因其焊接形式的不同分為直縫焊管和螺旋焊管兩種,因其端部形狀又分為圓形焊管和異型(方、扁等)焊管。

焊接鋼管是由卷成管形的鋼板以對縫或螺旋縫焊接而成,在制造方法上,又分為低壓流體輸送用焊接鋼管、螺旋縫電焊鋼管、直接卷焊鋼管、電焊管等。無縫鋼管可用于各種行業的液體氣壓管道和氣體管道等。焊接管道可用于輸水管道、煤氣管道、暖氣管道、電器管道等。

按材質

鋼管按制管材質(即鋼種)可分為:碳素管和合金管、不銹鋼管等。

碳素管又可分為普通碳素鋼管和優質碳素結構管。

合金管又可分為:低合金管、合金結構管、高合金管、高強度管。軸承管、耐熱耐酸不銹管、精密合金(如可伐合金)管以及高溫合金管等。

按連接方式分類

鋼管按管端聯接方式可分為:光管(管端不帶螺紋)和車絲管(管端帶有螺紋)。

車絲管又分為:普通車絲管和管端加厚車絲管。

加厚車絲管還可分為:外加厚(帶外螺紋)、內加厚(帶內螺紋)和內外加厚(帶內外螺紋)等地車絲管。

車絲管若按螺紋型式也可分為:普通圓柱或圓錐螺紋和特殊螺紋等地車絲管。

另外,根據用戶需要,車絲管一般均配有管接頭交貨。

鋼管規格成分

(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規定?;瘜W成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關部分。

(2)GB/T5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規定?;瘜W成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關部分。

(3)進口鍋爐鋼管的化學成分檢驗按合同規定的有關標準進行。

不合格鋼管主要有幾點

1.偽劣鋼管易出現折疊。

折疊是鋼管表面形成的各種折線,這種缺陷往往貫穿整個產品的縱向。產生折疊的原因是由于偽劣廠家追求高效率,壓下量偏大,產生耳子,下一道軋制時就產生折疊,折疊的產品折彎后就會開裂,鋼材的強度大下降。

2.偽劣鋼管外表經常有麻面現象。

麻面是由于軋槽磨損嚴重引起鋼材表面不規則的凹凸不平的缺陷。由于偽劣鋼管廠家要追求利潤,經常出現軋槽軋制最超標。

3.偽劣鋼管表面易產生結疤。

原因有兩點:(1).偽劣鋼管材質不均勻,雜質多。(2)。偽劣材廠家導衛設備簡陋,容易粘鋼,這些雜質咬人軋輥后易產生結疤。

4.偽劣材表面易產生裂紋,原因是它的坯料是土坯,土坯氣孔多,土坯在冷卻的過

程中由于受到熱應力的作用,產生裂痕,經過軋制后就有裂紋。

5.偽劣鋼管容易刮傷,原因是偽劣鋼管廠家設備簡陋,易產生毛刺,刮傷鋼材表面。深度刮傷降低鋼材的強度。

6.偽劣鋼管無金屬光澤,呈淡紅色或類似生鐵的顏色,原因有兩點二、它的坯料是土坯。2、偽劣材軋制的溫度不標準,他們的鋼溫是通過目測的,這樣無法按規定的奧氏體區域進行軋制,鋼材的性能自然就無法達標。

7.偽劣鋼管的橫筋細而低,經常出現充不滿的現象,原因是廠家為達到大的負公差,成品前幾道的壓下量偏大,鐵型偏小,孔型充不滿。

8.偽劣鋼管的橫截面呈橢圓形,原因是廠家為了節約材料,成品輥前二道的壓下量偏大,這種螺紋鋼的強度大大地下降,而且也不符合螺紋鋼外形尺寸的標準。

9.優質鋼材的成分均勻,冷剪機的噸位高,切頭端面平滑而整齊,而偽劣材由于材質差,切頭端面常常會有掉肉的現象,即凹凸不平,并且無金屬光澤。而且由于偽劣材廠家產品切頭少,頭尾會出現大耳子。

10.偽劣鋼管材質含雜質多,鋼的密度偏小,而且尺寸超差嚴重,所以在沒有游標卡尺的情況下,可以對它進行稱量核對。比如對于螺紋鋼 20,國家標準中規定最大負公差為 5%,定尺9M時它的單根理論重量為 120公斤,它的最小的重量應該是:120 X(l-5%)=114公斤,稱量出來單根的實際重量比114公斤小,則是偽劣鋼材,原因是它負公差超過了5%。一般來說整相稱量效果會更好,主要考慮到累積誤差和概率論這個問題。

11.偽劣鋼管的內徑尺寸波動較大,原因是;l、鋼溫不穩定有陰陽面。2、鋼的成分不均勻。3、由于設備簡陋,地基強度低,軋機的彈跳大。會出現有同一周內變化較大,這樣的鋼筋受力不均勻易產生斷裂。

12.優質管的商標和印字都比較規范。

13.三鋼管直徑16以上的大螺紋,兩商標之間的間距都在IM以上。

14.偽劣鋼材螺紋鋼的縱筋經常呈波浪形。

15.偽劣鋼管廠家由于沒有行車,所以打包比較松散。側面呈橢圓形。

力學性指標

鋼材力學性能是保證鋼材最終使用性能(機械性能)的重要指標,它取決于鋼的化學成分和熱處理制度。在鋼管標準中,根據不同的使用要求,規定了拉伸性能(抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率)以及硬度、韌性指標,還有用戶要求的高、低溫性能等。

①抗拉強度(σb)

試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的最大力(Fb),除以試樣原橫截面積(So)所得的應力(σ),稱為抗拉強度(σb),單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計算公式為:

式中:Fb--試樣拉斷時所承受的最大力,N(牛頓); So--試樣原始橫截面積,mm2。

②屈服點(σs)

具有屈服現象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續伸長時的應力,稱屈服點。若力發生下降時,則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2(MPa)。

上屈服點(σsu):試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力; 下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應時,屈服階段中的最小應力。

屈服點的計算公式為:

式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm2。

③斷后伸長率(σ)

在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為:

式中:L1--試樣拉斷后的標距長度,mm; L0--試樣原始標距長度,mm。

④斷面收縮率(ψ)

在拉伸試驗中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位為%。計算公式如下:

式中:S0--試樣原始橫截面積,mm2; S1--試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積,mm2。

⑤硬度指標

金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據試驗方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種

A、布氏硬度(HB)

用一定直徑的鋼球或硬質合金球,以規定的試驗力(F)壓入式樣表面,經規定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)。

其計算公式為:

式中:F--壓入金屬試樣表面的試驗力,N; D--試驗用鋼球直徑,mm; d--壓痕平均直徑,mm。

測定布氏硬度較準確可靠,但一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,既直觀,又方便。

舉例:120HBS10/1000130:表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf(9.807KN)試驗力作用下,保持30s(秒)測得的布氏硬度值為120N/ mm2(MPa)。

B、洛氏硬度(HK)

洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一樣,都是壓痕試驗方法。不同的是,它是測量壓痕的深度。即,在初邕試驗力(Fo)及總試驗力(F)的先后作用下,將壓頭(金鋼廠圓錐體或鋼球)壓入試樣表面,經規定保持時間后,卸除主試驗力,用測量的殘余壓痕深度增量(e)計算硬度值。其值是個無名數,以符號HR表示,所用標尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個標尺。其中常用于鋼材硬度試驗的標尺一般為A、B、C,即HRA、HRB、HRC。

無縫鋼管主要的標準

無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。無縫鋼管具有中空截面,可用作輸送流體的管道,如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。無縫鋼管與圓鋼等實心鋼材相比,在抗彎抗扭強度相同時,重量較輕,是一種經濟截面鋼材,廣泛用于制造結構件和機械零件,如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用無縫鋼管制造環形零件,可提高材料利用率,簡化制造工序,節約材料和加工工時,如滾動軸承套圈、千斤頂套等,廣泛用鋼管來制造。鋼管還是各種常規武器不可缺少的材料,槍管、炮筒等都要鋼管來制造。鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由于在周長相等的條件下,圓面積最大,用圓形管可以輸送更多的流體。此外,圓環截面在承受內部或外部徑向壓力時,受力較均勻,因此,絕大多數鋼管是圓管。但是,圓管也有一定的局限性,如在受平面彎曲的條件下,圓管就不如方、矩形管抗彎強度大,一些農機具骨架、鋼木家具等就常用方、矩形管。根據不同用途還需有其他截面形狀的異型鋼管。

1.結構用無縫鋼管(GB/T8162-2008)是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。

2.流體輸送用無縫鋼管(GB/T12771-2008)是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫鋼管。

3.低中壓鍋爐用無縫鋼管(GB/T3087-2008)是用于制造各種結構低中壓鍋爐過熱

蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫鋼管。

4.高壓鍋爐用無縫鋼管(GB5310-2008)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。

5.化肥設備用高壓無縫鋼管(GB6479-2000)是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。

6.石油裂化用無縫鋼管(GB9948-2006)是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和管道無縫鋼管。

7.地質鉆探用鋼管(YB235-70)是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管,按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。

8.金剛石巖芯鉆探用無縫鋼管(GB/T3423-82)是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無縫鋼管。

9.石油鉆探管(YB528-65)是用于石油鉆探兩端內加厚或外加厚的無縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種,車絲管用接頭聯結,不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯結。

10.船舶用碳鋼無縫鋼管(GB5312-2009)是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫鋼管。碳素鋼無縫鋼管管壁工作溫度不超過450℃,合金鋼無縫鋼管管壁工作溫度超過450℃。

11.汽車半軸套管用無縫鋼管(GB3088-82)是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。

12.柴油機用高壓油管(GB3093-2002)是制造柴油機噴射系統高壓管用的冷拔無縫鋼管。

13.液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫鋼管(GB8713-88)是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。

14.冷拔或冷軋精密無縫鋼管(GB3639-2000)是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。

15.結構用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14975-2002)是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫療、食品、機械等工業的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。

16.流體輸送用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14976-2002)是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。

17.異型無縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫鋼管(代號為D)、不等壁厚異型無縫鋼管(代號為BD)、變直徑異型無縫鋼管(代號為BJ)。異型無縫鋼管廣泛用于各種結構件、工具和機械零部件。和圓管相比,異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數,有較大的抗彎抗扭能力,可以大大減輕結構重量,節約鋼材。

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