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钢管的种类繁多,用途不同,则技术要求各异,生产方法亦有所不同。目前生产的钢管外径由0.1~4500毫米、壁厚为0.01~250毫米。为了区分其特点,通常按如下的方法对钢管进行分类:
按生产方式分:钢管分为无缝管和焊管两大类,无缝钢管又可分为热轧管、冷轧管、冷拔管和挤压管等;冷拔、冷轧是钢管的二次加工;焊管分为直缝焊管和螺旋焊管等。
按钢管的断面形状分:按横断面形状可分为园管和异形管;异形管有:矩形管、菱形管、椭圆管、六方管、八方管以及各种断面不对称管等;按纵断面形状可分为等断面管和变断面管;变断面管有锥形管、阶梯形管和周期断面管等。
按钢管的材质分:钢管分为普通碳素钢管、炭素结构钢管、合金结构管、合金钢钢管、轴承钢管、不锈钢管以及为节省贵重金属和满足特殊要求的双金属复合管、镀层和涂层管等。
按管端形状分:根据管端状态可分为光管和车丝管(带螺纹钢管)。车丝管又可分为普通车丝管(输送水、煤气等低压用管,采用普通圆柱或圆锥管螺纹连接)和特殊螺纹管(石油、地质钻探用管,采用特殊螺纹连接,对于重要的车丝管),对一些特殊用管,为弥补螺纹对管端强度的影响,通常在车丝前先进行管端加厚(内加厚、外加厚或内外加厚)。
按外径(D)和壁厚(S)之比(D/S)的不同将钢管分为特厚管(D/S≤10)、厚壁管(D/S=10~20)、薄壁管(D/S=20~40)和极薄壁管(D/S≥40)。
按用途分:油井管(套管、油管及钻杆等)、管线管、锅炉管、机械结构管、液压支柱管、气瓶管、地质管、化工用管(高压化肥管、石油裂化管)、船舶用管等。
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厚壁无缝钢管的交货状态是指无缝钢管在出厂前的最后一道工艺,这道工艺有重要的意义,它决定着无缝钢管的性能及质量,通常无缝钢管的交货状态分为热轧状态、冷拉(轧)状态、正火状态、退火状态、高温回火状态和固容处理状态。它们的特点如下:
一、热轧状态,无缝钢管在热轧或锻造后不再对其进行专门热处理,冷却后直接交货,称为热轧或热轧状态。
热轧无缝钢管终止温度一般为800~900℃,之后一般在空气中自然冷却,因而热轧(锻)状态相当于正火处理。所不同的是,因为热轧(锻)终止温度有高有低,不像正火加热温度控制严格,因而无缝管组织与性能波动比正火大。目前不少钢铁企业采用控制轧制,由于终轧温度控制很严格,并在终轧后采取强制冷却措施,因而钢的晶料细化,交货的无缝钢管有较高的综合力性能。无扭控冷热轧盘条比普通热轧盘条性能更优越就是这个道理。厚壁无缝钢管表面易产生裂纹,原因是它的坯料是土坯,土坯气孔多,土坯在冷却的过程中由于受到热应力的作用,产生裂痕,经过轧制后就有裂纹。
热轧状态交货的无缝钢管,由于表面覆盖有一层氧化铁皮,因而且有一定的耐蚀性,储运保管的要法度不像冷拉(轧)状态交货的无缝钢管那样严格,一般情况下大口径或厚壁无缝钢管可以在露天货场存放。
二、冷拉(轧)状态,经冷拉、冷轧等冷加工成型的无缝钢管,不经任何热处理而直接交货的状态,称为冷拉或冷轧状态。与热轧(锻)状态相比,冷拉(轧)状态的无缝钢管尺寸精度高、表面质量好、表面粗糙度值小,并有较高的力学性能。壁壁无缝钢管的横截面呈椭圆形,原因是厂家为了节约材料,成品辊前二道的压下量偏大,这种钢管的强度大大地下降,而且也不符合外形尺寸的标准。
由于冷拉(轧)状态交货的无缝钢管表面没有氧化皮覆盖,并且存在很大的内应力,极易遭受腐蚀或生锈,因而冷拉(轧)状态的无缝钢管,其包装、储运均有较严格的要求,一般均需在库房内保管,并应注意库房内的温湿度控制。
三、正火状态,无缝钢管出厂前经正火热处理,这种交货状态称为正火状态。由于正火加热温度(亚共析钢为Ac3+30~50℃,过共析钢为Accm+30~50℃)比热轧终止温度控制严格,因而无缝钢管的组织、性能均匀。与退火状态的钢材相比,由于正火加热温度比热轧终止温度控制严格,因而无缝钢管的组织、性能均匀。与退火状态的无缝钢管相比,由于正火冷却速度较快,无缝钢管的组织中珠光体数量增多,珠光体层片及钢的晶粒细化,因而有较高的综合力学性能,并有利于改善低碳钢的魏氏组织和过共析钢的渗碳体网状,可为成品的进一步热处理做好组织准备。无缝钢管常采用正火状态交货较多。厚壁无缝钢管材质含杂质多,钢的密度偏小,而且尺寸超差严重,所以在没有游标卡尺的情况下,可以对它进行称量核对。比如对于螺纹钢 20,国家标准中规定最大负公差为 5%,定尺9M时它的单根理论重量为 120公斤,它的最小的重量应该是:120 X(l-5%)=114公斤,称量出来单根的实际重量比114公斤小,则是伪劣厚壁无缝钢管,原因是它负公差超过了5%。一般来说整相称量效果会更好,主要考虑到累积误差和概率论这个问题。
四、退火状态,无缝钢管出厂前经退火热处理,这咱交货状态称为退火状态,退火的目的主要是为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,并为后道工序作好组织和性能上的准备。合金结构钢、铁素体型不锈耐热钢无缝钢管常用退火状态交货。
五、高温回火状态,无缝钢管出厂前经高温回火处理,这种交货状态称为高温回火状态,高温回火温度高,有利于彻底消除内应力,提高无缝钢管的塑性和韧性。碳结构钢管、合金钢管、保证淬透性结构钢钢材均可采用高温回火状态交货。某些马氏体型高强度不锈钢无缝管、由于有很高的淬透性以及合金元素的强化作用,常在淬火(或回火)后进行一次高温回火,使钢中的碳化物适当聚集,得到碳化物颗粒较粗大的回火索氏体组织(与球化退火组织相似),因而,这种交货状态的无缝钢管有很好的切削加工性能。
六、固容处理状态,无缝钢管出厂前经固容处理,这种交货状态称为固容处理状态,这种状态主要适用于奥氏体型不锈钢无缝钢管出厂前的处理。通过固容处理,得到单相奥氏体组织,以提高钢的韧性和塑性,为时一步冷加工创造条件,也可为进一步沉沉淀硬化做好组织准备。
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按生产工艺可分为:厚壁无缝钢管原管、厚壁热扩无缝钢管(一般外径530mm以上的无缝钢管多为热扩管)。
按材质分可分为:普通碳钢厚壁无缝钢管、合金厚壁无缝钢管和不锈钢厚壁无缝钢管。
按口径大小可分为:大口径厚壁无缝钢管(多以热轧、热扩无缝制造工艺生产)、小口径厚壁无缝钢管(多以冷拔、冷轧无缝生产工艺制造)。
厚壁无缝钢管按用途及其工作条件的不同,应对钢管尺寸的允许偏差、表面质量、化学成分、机械性能、工艺性能及其他特殊性能等提出不同的技术条件。
一般厚壁无缝钢管用作输送水、气、油等各种流体管道和制造各种结构零件时,应对其机械性能如抗拉强度、屈服强度和伸长率作抽样试验。输送管一般在承压的条件下工作,还要求做水压试验和扩口、压扁、卷边等工艺性能试验。对于大型长输原油、成品油、天然气管线用钢管更是增加了碳当量、焊接性能、低温冲击韧性、苛刻腐蚀条件下应力腐蚀、腐蚀疲劳及腐蚀环境下强度等要求。
普通锅炉管用于制造各种结构锅炉的过热蒸汽管和沸水管。厚壁高压锅炉管用于高压或超高压锅炉的过热蒸汽管、热交换器和用于高压设备的管道。上述热工设备用钢管都在不同的高温高压的条件工作,应保证良好的表面状态、机械性能和工艺性能。一般均要检验其机械性能,做压扁和水压试验,厚壁高压锅炉管还要求做有关晶粒度的检验以及更严格的无损检测。
机械用厚壁无缝钢管根据用途要求须有较高的尺寸精度、良好的机械性能和表面状态。如轴承管要求较高的耐磨性、组织均匀和严格的内、外径公差。除做一般的机械性能检验项目外,还要做低倍、断口、退火组织(球化组织、网状光、带状),非金属夹杂物(氧化物、硫化物、点状等)、脱碳层及其硬度指标等试验。
厚壁合金钢管用于高压或超高压锅炉的过热蒸汽管、热交换器和用于高压设备的管道。上述热工设备用钢管都在不同的高温高压的条件工作,应保证良好的表面状态、机械性能和工艺性能。一般均要检验其机械性能,做压扁和水压试验,美标高压厚壁合金管还要求做有关晶粒度的检验以及更严格的无损检测,因此对钢号的选择也非常严格。
化肥工业用高压厚壁无缝钢管常在压力为2200~3200Mpa、工作温度为-40℃~400℃和腐蚀性的环境下输送化工介质(如合成氨、甲醇、尿素等)。化肥工业用厚壁高压无缝钢管应具有较强的抗腐蚀性能、良好的表面状态和机械性能。除做机械性能、压扁和水压试验外,应根据不同的钢种作相应的精简腐蚀试验、经理度和更严格的无损检测。
石油、地质钻探用厚壁钢管在高压、交变应力、腐蚀性的恶劣环境下工作,故应有高的强度级别,并能抗磨、抗扭和耐腐蚀等性能。按照钢级的不同应做抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性及硬度等试验。对于石油油井用的套管、油管和钻杆,更是详细划分了钢级、类别,以及适用于不同环境、地质情况由用户自己选择的较高要求的附加技术条件,满足不同的特殊需求。
化工、石油裂化、航空和其他机械行业用的各种不锈耐热耐酸厚壁钢管除做机械性能与水压试验外,还要专门作晶间腐蚀试验,压扁、扩口及无损检测等试验。
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厚壁无缝钢管生产规格
6 1.5-2-2.5
8 1.5-2-2.5-3
10 2-2.5-3-3.5-4
12 2-2.5-3-3.5-4-4.5
14 2-2.5-3-3.5-4-4.5-5
16 2-2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5
18 2-2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7
19 2-2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7
20 2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7
21 2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8
22 2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9
25 2.5-3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9
27 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9
28 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10
30 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11
32 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12
34 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12
35 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14
36 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14
38 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
40 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
42 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
45 3-3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
48 3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
50 3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
51 3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
54 3.5-4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16
57 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18
60 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20
63.5 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20
65 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20
68 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22
70 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22
73 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22
76 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25
80 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26
83 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26
89 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32
95 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35
102 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35
108 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38
114 4-4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38
121 4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40
127 4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-45
133 4.5-5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-45
140 5-5.5-6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50
146 6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50
152 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55
159 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60
168 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65
180 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70
194 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-75
203 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80
219 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-75-80-85
232 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85
245 6-6.5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90
273 7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95
299 8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
325 8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
351 8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
356 8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
377 8-9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
402 9-10-11-12-14-16-18-20-22-24-25-26-28-30-32-35-38-40-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
406 9.5-10-12-14-16-17-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-95-100
426 10-12-14-16-17-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110
457 9-10-12-14-16-17-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110
480 9-10-12-14-16-17-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110
508 9-10-12-14-15-16-17-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110
530 9-10-12-14-15-16-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110
560 9-10-12-14-15-16-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110-120
580 9-10-12-14-15-16-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110-120
610 9-10-12-14-15-16-18-19-20-22-25-28-30-32-35-40-45-50-55-60-65-70-75-80-85-90-100-110-120
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