無縫鋼管

無縫鋼管

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,大量用作輸送流體的管道,結構用無縫鋼管(機械加工用無縫鋼管,這種無縫鋼管多為厚壁無縫鋼管),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,廣泛用於製造結構件和機械零件,如石油鑽桿、汽車傳動軸、腳踏車架以及建築施工中用的鋼腳手架等。

基本信息

簡介

無縫鋼管具有中空截面,大量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。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。廣泛用於製造結構件和機械零件,如石油鑽桿、汽車傳動軸、腳踏車架以及建築施工中用的鋼腳手架等用鋼管制造環形零件。可提高材料利用率,簡化製造工序,節約材料和加工工時,如滾動軸承套圈、千斤頂套等,已廣泛用鋼管來製造。
常備資源材質為:10#、20#、35#、45#、16Mn、27SiMn、40Cr、12Cr1MoV、10CrMo910、15CrMo、35CrMo、45Mn2等。

力學性能

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,它取決於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。
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(保持恆定)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(恆定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm2。
③斷後伸長率(σ)
在拉伸試驗中,試樣拉斷後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--試樣拉斷後的標距長度,mm;L0--試樣原始標距長度,mm。
④斷面收縮率(ψ)
在拉伸試驗中,試樣拉斷後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--試樣拉斷後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範圍不同,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。對於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,經規定保持時間後卸除試驗力,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只適用於450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對於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)。
無縫鋼管無縫鋼管
小口徑厚壁無縫鋼管小口徑厚壁無縫鋼管

用途

1.建築類的有:底下管道輸送最多較多、蓋時抽取地下水、鍋爐熱水輸送用等。
無縫鋼管無縫鋼管

2.機械加工、軸承套、加工機械配件等。
3.電氣類的:燃氣輸送、水發電流體管道。
4.風力發電廠防靜電管等。

交貨狀態

是指交貨產品的最終塑性變形或最終熱處理的狀態。一般不經過熱處理交貨的稱熱軋或冷拔(軋)狀態或製造狀態;經過熱處理交貨的稱熱處理狀態,或根據熱處理的類別稱正火(常化)、調質、固、退火狀態。訂貨時,交貨狀態需在契約中註明。重量交貨狀態:
實際重量——交貨時,其產品重量是按稱重(過磅)重量交貨;
理論重量——交貨時,其產品重量是按鋼材公稱尺寸計算得出的重量。

生產工藝

①熱軋無縫鋼管主要生產工序(△主要檢驗工序):
管坯準備及檢查△→管坯加熱→穿孔→軋管→鋼管再加熱→定(減)徑→熱處理△→成品管矯直→精整→檢驗△(無損、理化、台檢)→入庫
②冷軋(拔)無縫鋼管主要生產工序:
坯料準備→酸洗潤滑→冷軋(拔)→熱處理→矯直→精整→檢驗
一般的無縫鋼管的生產工藝可以分為冷拔與熱軋兩種,冷軋無縫鋼管的生產流程一般要比熱軋要複雜,管坯首先要進行三輥連軋,擠壓後要進行定徑測試,如果表面沒有回響裂紋後圓管要經過割機進行切割,切割成長度約一米的坯料。然後進入退火流程,退火要用酸性液體進行酸洗,酸洗時要注意表面是否有大量的起泡產生,如果有大量的起泡產生說明鋼管的質量達不到相應的標準。外觀上冷軋無縫鋼管要短於熱軋無縫鋼管,冷軋無縫鋼管的壁厚一般比熱軋無縫鋼管要小,但是表面看起來比厚壁無縫鋼管更加明亮,表面沒有太多的粗糙,口徑也沒有太多的毛刺。
熱軋無縫鋼管的交貨狀態一般是熱軋狀態經過熱處理後進行交貨。熱軋無縫鋼管在經過質檢後要經過工作人員的嚴格的手工挑選,在質檢後要進行表面塗油,然後緊接著是多次的冷拔實驗,熱軋處理後要進行穿孔的實驗,如果穿孔擴徑過大就要進行矯直矯正。在矯直後再由傳送裝置傳送到探傷機進行探傷實驗,最後貼上標籤、進行規格編排後放置到到倉庫當中。
圓管坯→加熱→穿孔→三輥斜軋、連軋或擠壓→脫管→定徑(或減徑)→冷卻→矯直→水壓試驗(或探傷)→標記→入庫無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經穿孔製成毛管,然後經熱軋、冷軋或冷撥製成。無縫鋼管的規格用外徑*壁厚毫米數表示。
熱軋無縫管外徑一般大於32mm,壁厚2.5-200mm,冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外徑可到5mm壁厚小於0.25mm,冷軋比熱軋尺寸精度高。
一般用無縫鋼管是用10、20、30、35、45等優質碳結鋼16Mn、5MnV等低合金結構鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結鋼熱軋或冷軋製成的。10、20等低碳鋼製造的無縫管主要用於流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼製成的無縫管用來製造機械零件,如汽車、拖拉機的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態或熱處理狀態交貨;冷軋以熱以熱處理狀態交貨。
熱軋,顧名思義,軋件的溫度高,因此變形抗力小,可以實現大的變形量。以鋼板的軋制為例,一般連鑄坯厚度在230mm左右,而經過粗軋和精軋,最終厚度為1——20mm。同時,由於鋼板的寬厚比小,尺寸精度要求相對低,不容易出現板形問題,以控制凸度為主。對於組織有要求的,一般通過控軋控冷來實現,即控制精軋的開軋溫度、終軋溫度.圓管坯→加熱→穿孔→打頭→退火→酸洗→塗油(鍍銅)→多道次冷拔(冷軋)→坯管→熱處理→矯直→水壓試驗(探傷)→標記→入庫。

質量要求

(一)質量要求
①鋼的化學成分:鋼的化學成分是影響無縫鋼管性能最主要的因素之一,也是制定軋管工藝參數和鋼管熱處理工藝參數的主要依據。
a.合金元素:有意加入,根據用途
b.殘餘元素:煉鋼帶入,適當控制
c.有害元素:嚴格控制(As、Sn、Sb、Bi、Pb),氣體(N、H、O)
爐外精煉或電渣重熔:提高鋼中化學成分的均勻性和鋼的純淨度,減少管坯中的非金屬夾雜物並改善其分布形態。
②鋼管幾何尺寸精度和外形
a.鋼管外徑精度:取決於定(減)徑方法、設備運轉情況、工藝制度等。
外徑允許偏差δ=(D-Di)/Di×100%D:最大或最小外徑mm
Di:名義外徑mm
b.鋼管壁厚精度:與管坯的加熱質量,各變形工序的工藝設計參數和調整參數,工具質量及其潤滑質量等有關
壁厚允許偏差:ρ=(S-Si)/Si×100%S:橫截面上最大或最小壁厚
Si:名義壁厚mm
C.鋼管橢圓度:表示鋼管的不圓程度。
d.鋼管長度:正常長度、定(倍)尺長度、長度允許偏差
e.鋼管彎曲度:表示鋼管的彎度:每鋼管長度的彎曲度、鋼管全長的彎曲度
f.鋼管端面切斜度:表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度
g.鋼管端面坡口角度和鈍邊
5.鋼管表面質量:表面光潔要求
a.危險性缺陷:裂紋、內折、外折、軋破、離層、結疤、拉凹、凸包等。
b.一般性缺陷:麻坑、青線、劃傷、碰傷、輕微的內、外直道、輥印等。
產生原因:①由於管坯的表面缺陷或內部缺陷所帶來的。
②生產過程中產生的,如軋制工藝參數設計不正確,模具表面不光滑,潤滑條件不好,孔型設計及調整不合理。
③管坯(鋼管)在加熱軋制,熱處理以及矯直過程中,如果因為加熱溫度控制不當,變形不均勻,加熱冷卻速度不合理或矯直變形量太大而產生過大的殘餘應力,那么也有可能導致鋼管產生表面裂紋。
6.鋼管理化性能:常溫力學性能、高溫力學性能、低溫性能、抗腐蝕性能。鋼管的理化性能主要取決於鋼的化學成分,組織結構和鋼的純淨度以及鋼管的熱處理方式等。
7.鋼管工藝性能:壓扁、擴口、卷邊、彎曲、焊接等。
8.鋼管金相組織:低倍組織(巨觀)、高倍組織(微觀)M、B、P、F、A、S
9.鋼管特殊要求:契約附屬檔案、技術協定
(二)無縫鋼管質量檢驗方法:
1.化學成分分析:化學分析法、儀器分析法(紅外C—S儀、直讀光譜儀、zcP等)。
①紅外C—S儀:分析鐵合金,煉鋼原材料鋼鐵中的C、S元素。
②直讀光譜儀:塊狀試樣中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi
③N—0儀:氣體含量分析N、O
2.鋼管幾何尺寸及外形檢查:
①鋼管壁厚檢查:千分尺、超聲測厚儀,兩端不少於8點並記錄。
②鋼管外徑、橢圓度檢查:卡規、遊標卡尺、環規,測出最大點、最小點。
③鋼管長度檢查:鋼捲尺人工、自動測長。
④鋼管彎曲度檢查:直尺、水平尺(1m)、塞尺、細線測每米彎曲度、全長彎曲度。
⑤鋼管端面坡口角度和鈍邊檢查:角尺、卡板。
3.鋼管表面質量檢查:100%
①人工肉眼檢查:照明條件、標準經驗標識、鋼管轉動。
②無損探傷檢查:
a.超音波探傷UT:
對於各種材質均勻的材料表面及內部裂紋缺陷比較敏感。
標準:GB/T5777-1996級別:C5級
b.渦流探傷ET:(電磁感應)
主要對點狀(孔洞形)缺陷敏感。標準:GB/T7735-2004
級別:B級
c.磁粉MT和漏磁探傷:
磁力探傷,適用於鐵磁性材料的表面和近表面缺陷的檢測。
標準:GB/T12606-1999級別:C4級
d.電磁超音波探傷:
不需要耦合介質,可以套用於高溫高速,粗燥的鋼管表面探傷。
e.滲透探傷:
螢光、著色、檢測鋼管表面缺陷
4.鋼管理化性能檢驗:
①拉伸試驗:測應力和變形,判定材料的強度(YS、TS)和塑性指標(A、Z)
縱向,橫向試樣管段、弧型、圓形試樣(¢10、¢12.5)
小口徑、薄壁大口徑、厚壁定標距。
備註:試樣斷後伸長率與試樣尺寸有關GB/T1760
②衝擊試驗:CVN、缺口C型、V型、功J值J/cm2
標準試樣10×10×55(mm)非標試樣5×10×55(mm
③硬度試驗:布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、維氏硬度HV等
④液壓試驗:試驗壓力、穩壓時間、p=2Sδ/D
5.鋼管工藝性能檢驗:
①壓扁試驗:圓形試樣C形試樣(S/D>0.15)H=(1+2)S/(∝+S/D)
L=40——100mm單位長度變形係數=0.07——0.08
②環拉試驗:L=15mm無裂紋為合格
③擴口和卷邊試驗:頂心錐度為30°、40°、60°
④彎曲試驗:可代替壓扁試驗(對大口徑管而言)
6.鋼管金相分析:
①高倍檢驗(微觀分析):非金屬夾雜物100xGB/T10561晶粒度:級別、級差
組織:M、BS、T、P、F、A-S
脫碳層:
A法評級:A類-硫化物B類-氧化物C類-矽酸鹽D-球狀氧化DS類。
②低倍試驗(巨觀分析):肉眼、放大鏡10x以下。
a.酸蝕檢驗法。
b.硫印檢驗法(管坯檢驗,顯示低培組織及缺陷,如疏鬆、偏析、皮下氣泡、翻皮、白點、夾雜物等。
c.塔形發紋檢驗法:檢驗發紋數量、長度及分布。
(三)中國現行無縫鋼管標準:
1.現行無縫鋼管標準:共有47項其中:GB25項HB3項特殊用途19項;基礎2項產品45項
2.常用標準:①GB/T2102-2006鋼管的驗收、包裝、標誌和質量證明書。
②GB/T17395-2008無縫鋼管尺寸外形、重量及允許偏差。
③GB/T5310-2008高壓鍋爐用無縫鋼管。
④GB/T6479-2000高壓化肥設備用無縫鋼管。
⑤GB/T18248-2008氣用無縫鋼管

標準材質

1.GB/T8162-2008(結構用無縫鋼管鍍鋅鋼管理論重量)。主要用於一般結構和機械結構。其代表材質(牌號):碳素鋼、20、45號鋼;合金鋼Q345、20C鍍鋅鋼管價格r、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。無縫鋼管
2.杭州浙東鋼管GB/T8163-2008(輸送流體用無縫鋼管)。主要用於工程及大型設備上輸送流體管道。代表陶瓷複合鋼管材質(牌號)為20、Q345等。
 3.GB/T3087-2008(低無錫無縫鋼管中壓鍋爐用無縫鋼管)。主要用於工業鍋爐及生活鍋爐輸送低中壓流體嘚管道。代表材質為10、20號鋼。
 4.GB/T5310-2008(高壓鍋爐用無縫鋼管)。主要用於電站及天津無縫鋼管核電站鍋爐上耐高溫、高壓嘚輸送流體集箱及管道。代表材質為20G、12Cr1MoVG、15CrMoG鋼管腳手架等。
5.GB5312-2009(船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管)。中國無縫鋼管網主要用於船舶鍋爐及過熱器用I、II級耐壓管等。代表材質為360、410、460鋼級等。
 6.GB/T6479-2000(高壓化肥設備用無縫鋼管)。主要用於化肥設備上輸天津鋼管集團送高溫高壓流體管道。代表材質為20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。
 7.GB/T9948-2006(石油裂化用無縫鋼管)。主要用於石油冶煉廠嘚鍋爐、熱交換腳手架鋼管價格器及其輸送流體管道。其代表材質為20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。
 8.GB/T18248-2000(氣瓶用無縫鋼管)。主要用於製作各種燃氣焊接鋼管、液壓氣瓶。其代表材質為37Mn、34Mn2V、35CrMo等。
 另外,還有大口徑厚壁無縫鋼管GB/T17396-1998(液壓支柱用熱軋無縫鋼管)、GB/T3093-1986(柴油機用高壓無縫鋼管)、直縫鋼管GB/T3639-1983(冷拔或冷軋精密無縫鋼管)、GB/T3094-1986(冷拔無縫鋼管異形鋼管不鏽鋼無縫鋼管)、GB/T8713-1988(液壓和氣動筒用精密內徑無縫鋼管)、GB/T13296-1991(鍋爐、無縫鋼管熱交換器用不鏽鋼無縫鋼管)、GB/T14975-1994(結構用不鏽鋼無縫鋼管)、GB/T1497無錫鋼管6-1994(流體輸送用不鏽鋼無縫鋼管)GB/T5035-1993(汽車半軸套管用無縫鋼管)、AP天津鋼管價格ISPEC5CT-1999(套管和油管規範)等。

常用材質

1.汽車用管(別克轎車專用)小口徑高壓鍋爐管按國內外標準或行業標準生產210C、15CrMoG、12Cr1MoVG、T12~T91系列鋼管
 2.西氣東輸站場用管線管GB/T9711.2L245NBΦ1146、Φ895等
 3.海底輸油管線管API5LX52PSL2Φ8910、Φ114.311.1
 4.油田用管N80非調質管API5CTΦ139.77.72J55油管API5CTΦ735.51
 5.桁架臂專用管(整體調質管)協定標準,20Mn2B、20Mn2、Φ14615等,用於履帶式塔吊用起重設備
 6.專用缸筒和支架用管T91、鋼102系列高壓鍋爐管GB5310-1995,用於熱電站高溫、高壓環境
 7.拖拉機後軸管35MnVN,履帶式拖拉機的後軸
 8.超高強度結構管35CrMnsi、30CrMnSiNi2A,用於軍工、飛機起落架用管
 9.車橋管20Mn2、Φ17812、Φ12719等
 10.岩矸管協定標準J55、Φ266、Φ316等,用於高速公路、大型水電站大壩加固用
 11.液壓支柱管GB/T17396-1998、27SiMn,用於煤機井下作業支撐固定 按美標生產的鍋爐和過熱器用中碳鋼無縫鋼管ASTMA210、210C、Φ606
 12.汽車半軸套管YB/T5035-1996、45Mn2\45
 13.超長換熱器管20,Φ19216000-21000,用於換熱器
 14.叉桿用無縫管CR-1、Φ485,用於火車提速用的CR轉向架交叉桿
 15.火箭炮用定向螺鏇異型無縫管Φ1232.2、MP16Mn、GJB459-88
 16.抗海水腐蝕管Q/CG41、10CrMoA1、Φ1084、Φ252.5
 17.潛油電機軸管協定標準Φ3111、Φ3613.5、40Cr、35CrMo、35CrMoV,用於抽油泵的電機軸
 18、低溫管道用管GB/T18984-2003、09DG、10MnDG、09Mn2VDG、B655,用於石化行業處於低溫環境的流體輸送管道、核電站用管軍工用純鐵管DT3
 19.710超強炮身用管
 20.直九機管15CDV6
 21.鍋爐、熱交換器用不銹無縫管GB13296-1991、0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Ti、Φ1928900等
 22.潛望鏡管、汽車、機車減震器用精密無縫鋼管10、20等.
 23.曳光破甲彈壓環用管SAE1035、Φ1009.5

五金材料(一)

常見五金材料。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條