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无缝钢管
时间:2017年12月11日 来源:www. 作者:无缝钢管 点击:


 

 

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无缝钢管

 
 
由整块金属制成的 ,表面上没有接缝 的钢管,称为无缝钢管。根据生产方法,无缝管分热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等。按照断面形状,无缝钢管分圆形和异形 两种,异形管有方形、椭圆形、三角形、六角形、瓜子形、星形、 带翅管多种复杂形 状。最大直径达650mm,最小直径为 0.3mm。根据用途不同, 有厚壁管和薄壁管 。无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅 炉管、轴承管以及 汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管。
中文名
 无缝钢管
外文名
Seamless steel tube
作    用
 输送流体
特    点
表面上没有接缝
常备资源材质
 10#、20#、35#、45#、16Mn
分    类
圆形和异形
学    科
轧钢技术

分类

沿其横截面的周边 上无接缝的钢管。根据生产方法不同分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等,均有各自工艺规定。材质有普通和优质碳素结构钢(Q215-A~Q275-A和10~50号钢)、低合金钢 (09MnV、16Mn等)、合金钢、不 锈耐酸钢等。按用途分为一般用途的(用于输水、气管道和结构件、机械零件)和专用的(用于锅炉、地质勘探、轴承、耐酸等)两类。

用途


  
无缝钢管无缝钢管
无缝钢管用途很广 泛。一般用途的无缝钢管由普通的碳素结构钢、低合金结构钢或合金结构钢轧制,产量最多,主要用作输送流体的管道或结构零件。.2、根据用途不同分 三类供应:a、按化学成分和机 械性能供应;b、按机械性能供应 ;c、按水压试验供应 。按a、b类供应的钢管,如 用于承受液体压力,也要进行水压试验。3、专门用途的无缝 管有锅炉用无缝管、化工电力用,地质用无缝钢管及石油用无缝管等多种。
无缝钢管具有中空 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。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,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,已广泛用钢管来制造。

生产工艺

①热轧无缝钢管主 要生产工序(△主要检验工序):
管坯准备及检查△ →管坯加热→穿孔→轧管→钢管再加热→定(减)径→热处理△→成品管矫直→精整→检验△(无损、理化、台检) →入库
②冷轧(拔)无缝 钢管主要生产工序:
坯料准备→酸洗润 滑→冷轧(拔)→热处理→矫直→精整→检验
一般的无缝钢管的 生产工艺可以分为冷拔与热轧两种,冷轧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相应的标准。外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管,冷轧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。
热轧无缝钢管的交 货状态一般是热轧状态经过热处理后进行交货。热轧无缝钢管在经过质检后要经过工作人员的严格的手工挑选,在质检后要进行表面涂油,然后紧接着是多次的冷拔实验,热轧处理后要进行穿孔的实验,如果穿孔扩径过大就要进 行矫直矫正。在矫直后再由传送装置传送到探伤机进行探伤实验,最后贴上标签、进行规格编排后放置到到仓库当中。
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→矫直→水压试验(或探伤)→标记→入库 无缝钢管是用钢锭 或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。
热轧无缝管外径一 般大于32mm,壁厚2.5-200mm,冷轧无缝钢管外 径可以到6mm,壁厚可到 0.25mm,薄壁管外径可到 5mm壁厚小于0.25mm,冷轧比热轧尺寸 精度高。
一般用无缝钢管是 用10、20、30、35、45等优质碳结钢 16Mn、5MnV等低合金结构钢或 40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷 轧制成的。10、20等低碳钢制造的无 缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无 缝管用来制造机械零件,如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货;冷轧以热处理状态交货。
热轧,顾名思义, 轧件的温度高,因此变形抗力小,可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例,一般连铸坯厚度在230mm左右,而经过粗轧 和精轧,最终厚度为1~20mm。同时,由于钢板 的宽厚比小,尺寸精度要求相对低,不容易出现板形问题,以控制凸度为主。对于组织有要求的,一般通过控轧控冷来实现,即控制精轧的开轧温度、终轧温度.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。

力学性能指标

钢材力学性能是保 证钢材最终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、 低温性能等。
①抗拉强度(σ b)
试样在拉伸过程中 ,在拉断时所承受的最大力(Fb),除以试样原横 截面积(So)所得的应力(σ ),称为抗拉强度(σb),单位为 N/mm2(MPa)。它表示金属材 料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
②屈服点(σ s)
具有屈服现象的金 属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σ su):试样发生屈服 而力首次下降前的最大应力; 下屈服点(σ sl):当不计初始瞬 时效应时,屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式 为:
式中:Fs--试样拉伸过程中屈 服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积 ,mm2
③断后伸长率(σ )
在拉伸试验中,试 样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:σ =(Lh-Lo)/L0*100%
式中:Lh--试样拉断后的标距 长度,mm; L0--试样原始标距长度 ,mm。
④断面收缩率(ψ )
在拉伸试验中,试 样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:
式中:S0--试样原始横截面积 ,mm2; S1--试样拉断后缩径处 的最少横截面积,mm2
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的 物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度 、维氏硬度 、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度 三种。
A、布氏硬度( HB)
用一定直径的钢球 或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面, 经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是 以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单 位为N/mm2(MPa)。
其计算公式为:
式中:F--压入金属试样表面 的试验力,N; D--试验用钢球直径, mm; d--压痕平均直径, mm。
测定布氏硬度较准 确可靠,但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料 ,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬 度,既直观,又方便。
举例:120HBS10/1000/30:表示用直径 10mm钢球在1000Kgf(9.807KN)试验力作用下, 保持30s(秒)测得的布氏 硬度值为120N/ mm2(MPa)。[1] 

质量要求

(一)质量要求
①钢的化学成分: 钢的化学成分是影响无缝钢管性能最主要的因素之一,也是制定轧管工艺参数和钢管热处理工艺参数的主要依据。
a. 合金元素:有意加 入,根据用途
b. 残余元素:炼钢带 入,适当控制
c. 有害元素:严格控 制(As、Sn、Sb、Bi、Pb),气体( N、H、O)
炉外精炼或电渣重 熔:提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度,减少管坯中的非金属夹杂物并改善其分布形态。
②钢管几何尺寸精 度和外形
a. 钢管外径精度:取 决于定(减)径方法、设备运转情况、工艺制度等。
外径允许偏差 δ=(D-Di)/Di ×100% D: 最大或最小外径 mm
Di:名义外径 mm
b. 钢管壁厚精度:与 管坯的加热质量,各变形工序的工艺设计参数和调整参数,工具质量及其润滑质量等有关
壁厚允许偏差: ρ=(S-Si)/Si×100% S:横截面上最大或 最小壁厚
Si:名义壁厚 mm
C.钢管椭圆度:表 示钢管的不圆程度。
d. 钢管长度:正常长 度、定(倍)尺长度、长度允许偏差
e. 钢管弯曲度:表示 钢管的弯度:每米钢管长度的弯曲度、钢管全长的弯曲度
f. 钢管端面切斜度: 表示钢管端面与钢管横截面的倾斜程度
g. 钢管端面坡口角度 和钝边
5.钢管表面质量: 表面光洁要求
a. 危险性缺陷:裂纹 、内折、外折、轧破、离层、结疤、拉凹、凸包等。
b. 一般性缺陷:麻坑 、青线、划伤、碰伤、轻微的内、外直道、辊印等。
产生原因:
① 由于管坯的表面缺 陷或内部缺陷所带来的。
② 生产过程中产生的 ,如轧制工艺参数设计不正确,模具表面不光滑,润滑条件不好,孔型设计及调整不合理。
③ 管坯(钢管)在加 热轧制,热处理以及矫直过程中,如果因为加热温度控制不当,变形不均匀,加热冷却速度不合理或矫直变形量太大而产生过大的残余应力,那么也有可能导致钢管产生表面裂纹。
6.钢管理化性能: 常温力学性能、高温力学性能、低温性能、抗腐蚀性能。钢管的理化性能主要取决于钢的化学成分,组织结构和钢的纯净度以及钢管的热处理方式等。
7.钢管工艺性能: 压扁、扩口、卷边、弯曲、焊接等。
8.钢管金相组织: 低倍组织(宏观)、高倍组织(微观) M、B、P、F、A、S
9.钢管特殊要求: 合同附件、技术协议。
(二)无缝钢管质 量检验方法:
1.化学成分分析: 化学分析法、仪器分析法(红外C—S仪、直读光谱仪、 zcP等)。
①红外C—S仪:分析铁合金, 炼钢原材料,钢铁中的C、S元素。
②直读光谱仪:块 状试样中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi
③N—0仪:气体含量分析 N、O
2.钢管几何尺寸及 外形检查:
①钢管壁厚检查: 千分尺、超声测厚仪,两端不少于8点并记录。
②钢管外径、椭圆 度检查:卡规、游标卡尺、环规,测出最大点、最小点。
③钢管长度检查: 钢卷尺、人工、自动测长。
④钢管弯曲度检查 :直尺、水平尺(1m)、塞尺、细线测 每米弯曲度、全长弯曲度。
⑤钢管端面坡口角度 和钝边检查:角尺、卡板。
3.钢管表面质量检 查:100%
①人工肉眼检查: 照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。
②无损探伤检查:
a. 超声波探伤 UT:
对于各种材质均匀 的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。
标准:GB/T 5777-1996 级别:C5级
b. 涡流探伤ET:(电磁感应)
主要对点状(孔洞 形)缺陷敏感。 标准:GB/T 7735-2004
级别:B级
c. 磁粉MT和漏磁探伤:
磁力探伤,适用于 铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测。
标准:GB/T 12606-1999 级别: C4级
d. 电磁超声波探伤 :
不需要耦合介质, 可以应用于高温高速,粗燥的钢管表面探伤。
e. 渗透探伤:
荧光、着色、检测 钢管表面缺陷。
4.钢管理化性能检 验:
①拉伸试验:测应 力和变形,判定材料的强度(YS、TS)和塑性指标( A、Z)
纵向,横向试样 管段、弧型、圆形 试样(¢10、¢12.5)
小口径、薄壁 大口径、厚壁 定标距。
备注:试样断后伸 长率与试样尺寸有关 GB/T 1760
②冲击试验: CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2
标准试样10×10×55(mm) 非标试样5×10×55(mm)
③硬度试验:布氏 硬度HB、洛氏硬度 HRC、维氏硬度 HV等
④液压试验:试验 压力、稳压时间、 p=2Sδ/D
5.钢管工艺性能检 验过程:
①压扁试验:圆形 试样 C形试样(S/D>0.15) H=(1+2)S/(∝+S/D)
L=40~100mm 单位长度变形系数 =0.07~0.08
②环拉试验: L=15mm 无裂纹为合格
③扩口和卷边试验 :顶心锥度为30°、40°、60°
④弯曲试验:可代 替压扁试验(对大口径管而言)
6.钢管金相分析:
①高倍检验(微观 分析):非金属夹杂物100x GB/T 10561 晶粒度:级别、级 差
组织:M、B、S、T、P、F、A-S
脱碳层:内、外。
A法评级:A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类。
②低倍试验(宏观 分析):肉眼、放大镜10x以下。
a. 酸蚀检验法。
b. 硫印检验法(管坯 检验,显示低培组织及缺陷,如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等。
c. 塔形发纹检验法: 检验发纹数量、长度及分布。
(三)中国现行无 缝钢管标准:
1.现行无缝钢管标 准:共有47项 其中:GB 25 项 HB 3 项 特殊用途19项;基础 2项 产品 45项
2.常用标准:
① GB/T 2102-2006 钢管的验收、包装 、标志和质量证明书。
② GB/T 17395-2008 无缝钢管尺寸、外 形、重量及允许偏差。
③ GB 5310-2008 高压锅炉用无缝钢 管。
④ GB 9948-2013 石油裂化用无缝钢 管。
⑤ GB 6479-2013 高压化肥设备用无 缝钢管。
⑥GB 18248-2008 气瓶用无缝钢管。  

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