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钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时。
由于钢管的工作条件和用途不同,对它的技术要求亦不同。
一、管道用钢管
一般工作压力不大于4MPa,用作暖汽、水、煤气、天然气及石油的输送管道。对这类钢管的机械性能、表面质量和几何尺寸精度均无特殊要求,但应进行水压试验,以测定其承载能力。对焊管均需进行水压试验,以保证焊缝质量。这类钢管一般采用甲类钢或优质低碳结构钢制造。代表材质:20#、Q345B等。
二、热工设备用钢管
制造在高温、高压条件下工作的设备,如锅炉用的沸水管、火管、蒸汽过热器管、蒸汽再热器管以及蒸汽输送管道等热工设备用管。高压锅炉中的工作压力10~14MPa,温度一般在450C左右,有的过热器和再热器的管壁温度高达600~620C。因此,对这类钢管不但要求具有良好的室温机械性能,而且还须具有好的高温性能(包括高温强度与塑性、抗氧化抗蚀性和组织稳定性等)、弯
管和焊接等工艺性能。这类钢管采用优质碳素结构钢、低合金结构钢和高合金钢制造。成品除经热处理和水压试验外,还要做力学性能、低倍组织和显微显织检验,以及进行压扁、扩口、卷边和弯管等工艺性能试验。代表材质:20G、15MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG等。
三、机械工业用钢管
用来制造液压缸、气缸、活塞、高压容器、滚动轴承内、外套,以及各种军械等机器零件。这类钢管的特点是要求具有较高的几何形状尺寸精审、良好的机械性能和表面质量,有的还要求具有良好的耐磨性。这类钢管一般多用优质碳素结构钢、低合金结构钢或专用钢来制造。代表材质:20#、45#、27simn等。
四、石油、地质钻探用钢管
在石油和地质钻探中使用的钻杆、固定井壁用的套管、取样用的岩心管、从油井中提取石油的油管、以及制造管接头的钢管等都属此类。这类钢管在工作时受很大的工作应力、并经受地下水、气的高压和腐蚀作用,故应具有较高的强度和抗腐蚀能力。这类钢管均采用优质中碳钢和低合金钢制造,成品需进行车丝加工,为保证螺纹部分强度和密封性,有的在车丝前先进行管端加厚。这类钢管出厂时应配上管接头和保护套,以防在运输过程中损坏螺纹。代表材质:20#、15MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG等。
五、化学工业用钢管
这类钢管包括炼油厂内输送石油产品管道为热装置中的裂化管以及各种化工设备上其它用途的管。对于在工作温度800C、压力10MPa,并在腐蚀性介质下工作的裂化管,用合金钢制造;对于工作温度低于450C、压力不超过6MPa的裂化管,可采用10钢和20 钢制造;对于工作压力在32MPa以上(最高达200MPa)、工作温度为-40~400MPa,并且长期与腐蚀介接触的化肥等化工设备
用管,应具有良好的抗腐蚀性能、光洁的表面,采用不锈钢或其它合金钢制造,成品应进行动载荷试验及金相组织检查。代表材质:20#、Q345B、15MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG等。
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无缝钢管的屈服点:无缝钢管在拉伸试验过程中,随着拉伸载荷的不断增加,试样的弹性变形量也不断加大。当拉仲载荷不再增加或有所降低,而试样变形量突然增加时,好象屈服于载荷而自行伸长一样,这种现象称为屈服现象。引起屈服现象的应力称为屈服点,
无缝钢管在外力作用下刚刚产生塑性变形时的应力,又称屈服强度。对退火低碳钢材料,在正常试验条件下,上屈服点(见屈服台阶)波动性较大,而下屈服点能表现出良好的再现性,因此工程上采用下屈服点表示金属材料力学性能指标,标为σs。
无缝钢管屈服:无缝钢管或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
屈服点相对较低的钢。这种钢具有优良的深冲性能和深拉延性能,容易变形加工制造形状复杂的钢制品。典型的低屈服点钢如08F钢,它的屈服点只有176MPa左右,在各类钢中其屈服点显著偏低。用这种钢的薄板可制造深冲压和深拉延的制品,如各种贮器,搪瓷制品、仪表板以及管件等。
无缝钢管交货术语
①交货状态
是指交货产品的最终塑性变形或最终热处理的状态。一般不经过热处理交货的称热轧或冷拔(轧)状态制造状态;经过热处理交货的称热处理状态,或根据热处理的类别称正火(常化)、调质、固溶、退火状态。订货时,交货状态需在合同中注明。
②按实际重量交货或按理论重量交货
实际重量--交货时,其产品重量是按称重(过磅)重量交货;
理论重量--交货时,其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。
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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厚壁无缝钢管的质量是比较关键的,一般的厚壁无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种,冷轧厚壁无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂,管坯首先要进行三辊连轧,挤压后要进行定径测试,如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割,切割成长度约一米的坯料。然后进入退火流程,退火要用酸性液体进行酸洗,酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生,如果有大量的起泡产生说明钢管的质量达不到响应的标准。外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管,冷轧厚壁无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管要小,但是表面看起来比厚壁无缝钢管更加明亮,表面没有太多的粗糙,口径也没有太多的毛刺。因为无缝钢管主要被运用在石油,天然气的输送上面,这些气体如果出现泄漏的话,那么后果就是不堪设想的,所以制作钢管的质量一定要好。为了让钢管的寿命延长下去,我们需要在里面加上一些合金的元素,这样就苦于增加它的强度.为了更好的迎合市场的需求,可以根据客户的要求来设计尺寸,设计出来的无缝钢管的精度要求也是非常高的.
大口径厚壁无缝钢管因为口径大,体积大、体重重、移动不方便,所以在切割时方法也非常受限,较常用的方法有两种,一是气割也叫火焰切割法,二是锯床切割,这两种方法各有利弊,天津瑞德隆钢铁库房师傅为我们详细分析它们的利弊如下,各用户可以根据自己的具体情况,选择适合自己的方法进行大口径厚壁无缝钢管切割:
(一)气割(火焰切割法)——这种方法的是切割大口径厚壁无缝钢管费用最低、最方便方法,而且对厂地、环境要求不高,只要能让大口径无缝钢管平放,就可以随时随地进行切割,但是厚壁无缝钢管耗损多,切割质量差,端面不平整,故目前多用手工火焰切割作为补充的切割手段。但由于火焰切割技术的提高,已有一些工厂用多头火焰切割机自动切割作为大口径厚壁钢管切断的主要方法。
(二)锯床切割——这种切断方法的切割大口径厚壁无缝钢管质量最好的方法,它切割出来的钢管端面平整、光滑、无毛刺,但前期工作较为繁琐。现在的天津无缝钢管厂大都用的是数空机床切割机,只要设置好尺寸,把大口径无缝钢管放置到锯床上后,就能成批切割加工产品了。可以一次性放置一支、两支或三支。广泛用于对切割质量要求较高的大口径钢管、大口径厚壁钢管、大口径厚壁无缝钢管、大口径厚壁合金钢管的切断。锯断设备有弓形锯、带锯和圆盘锯等。镶高速钢扇形刀片的冷圆盘锯用于冷锯合金钢管;镶硬质合金刀片的冷圆盘锯用于高合金钢管锯断。
厚壁无缝钢管为什么会出现爆裂的现象呢?制作厚壁无缝钢管的流程比较复杂,下面无缝钢管厂家小编为大家介绍一下厚壁无缝钢管爆裂的原因,一起来了解一下吧。无缝钢管在制作的时候一定要注意管内的情况,要知道管内的情况直接就会影响到成品的质量.当然原材料也是非常重要的,如果原材料上面有缺陷或者表面缺陷的话,很可能制作出来的产品也是存在这些问题,所以我们一定要对钢管的外形和精度时刻掌握好。
一、厚壁无缝钢管钢热轧轧裂位置分别距带钢头部38、118m处,主要位于带钢中部。
二、无缝钢管钢在冷轧生产过程中断带的断口表面平滑,断口前后未见明显表面缺陷。
三、由轧裂的大孔洞形貌推测,裂口起始于带钢宽度的中部,其原因是轧制过程中轧制力及剪切力造成裂口拉伸而形成明显的宏观大孔洞形貌。厚壁无缝钢管的验收的时候,需要有专业的技术质量监督部门来进行全程的工作。如果发现检测结果有任何一项没有达到要求的标准的话,那么要将其放入到不合格的产品之中,在同批次的无缝钢管之中进行双倍数量的测试工作,对不合格的项目进行多次的反复测试。
四、而对断口微观形貌进行观察,可见典型韧窝状韧性断裂形貌,同时断口呈现分层状,中心韧窝较大,近表面处韧窝缩小,裂纹呈现以中心断口为主的发散扩展型断裂形貌,中心处断口深度较深,由此推测此断带的分层形貌与中心偏析情况密切相关。如果反复测试结果发现还是不合格的话,那么这个批次的厚壁无缝钢管是不可以进行交货的工作。另外,还需要对包装进行规格检测,对无缝钢管产品的标志以及质量证明书进行查看。
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厚壁钢管因其制造工艺不同,又分为热轧(挤压)厚壁无缝钢管和冷拔(轧)厚壁无缝钢管两种。
厚壁无缝钢管工艺流程
热轧(挤压)厚壁无缝钢管:圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径(或减径)→冷却→坯管→矫直→水压试验(或探伤)→标记→入库。
冷拔(轧)厚壁无缝钢管:圆圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油(镀铜)→多道次冷拔(冷轧)→坯管→热处理→矫直→水压试验(探伤)→标记→入库。
一般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。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,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。
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。
钢管的产品标准是现场组织钢管生产的技术依据,是钢管产品的考核标准,也是供需双方在现有生产水平下所能达到的一种技术协议。
一般国家和行业标准规定的内容如下:
1) 品种,即钢管产品的规格标准。规定了各种钢管产品应具有的断面形状,单重,几何尺寸及其允许偏差等。
2) 技术条件,即钢管产品的质量标准(或性能标准)。规定了钢管产品的化学成分、机械性能、工艺性能、表面质量以及其他特殊要求。
3) 验收规规则和试验方法,即钢管产品的检验标准。规定了检查验收的规则和做试验时的取样部位。同时还规定了试样的形状尺寸、试验条件及试验方法。
4) 包装、标志和质量证明书,即钢管产品的交货标准。规定了成品管交货验收时的包装要求、标志方法及填写质量证明书等。
有些专用钢管需要按照国际或国外先进标准组织生产,如石油专用管(如套管、油管、钻杆和管线管等)按照API标准,锅炉管按照ASME标准等。
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