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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。

基本信息

  • 中文名

     无缝钢管

  • 外文名

    Seamless steel tube

  • 作用

     输送流体

  • 制造

     构件和机械零件

  • 常备资源材质

     10#、20#、35#、45#、16Mn

折叠 编辑本段 发明简介

钢管的使用是由1815年苏格兰的一位发明家为输送灯火用煤气而将枪筒连接起来才开始的。无缝钢管无缝钢管1836年英国已经有了挤压法专利,但直到1885年孟内斯曼(Manmesmann)兄弟才发明了由棒钢直接生产无缝钢管的工艺。

发展现状国外发展

美国商务部2010年2月24日宣布初裁决定,对从中国进口的无缝钢管征收从11.06%至12.97%不等的反补贴关税。 美国商务部在一份声明中说,从2006年至2008年,美国从中国进口的无缝钢管增加了131.52%,金额增至约3.82亿美元。

2011年10月,美国商务部应美国钢铁公司、V&M Star公司、TMK IPSCO公司以及美国钢铁工人联合会的要求,就反补贴案立案。当时,中国商务部官员曾表示,盲目指控自中国进口产品存在倾销或者补贴,缺乏事实依据,中方对此坚决反对。

2011年11月初,美国国际贸易委员会已就此作出初裁决定。日程显示,美国商务部将于2011年5月份作出终裁,美国国际贸易委员会将于6月份作出终裁。

受金融危机和经济衰退影响,2009年以来美国频繁使用贸易救济措施。

世界银行负责国际贸易研究的高级经济学家查德·布朗向新华社记者提供的一份最新研究报告显示,2009年,全球实施的反补贴、反倾销、特保等贸易限制政策数量比2008年增加29.5%。贸易保护主义措施已成为影响世界经济复苏的一个重要隐患。

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。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,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,已广泛用钢管来制造。山东聊城被称作“无缝钢管之都”,例如聊城无缝钢管厂生产大口径无缝钢管。常备资源材质为: 10#、20#、35#、45#、16Mn、27SiMn、40Cr、12Cr1MoV、10CrMo910、15CrMo、35CrMo、45Mn2等。

主要产地:成都、天津、聊城、衡阳、沧州等。

折叠 编辑本段 行业数据

2014年,我国共生产钢管8898.01万吨,比上年增加459.12万吨,增长5.44%,与上年增速13.88%相比,回落8.44个百分点。全年钢管产量在我国钢材总产量中的占比为7.91%。

2014年我国钢管表观消费量8006.90万吨,比上年增加426.21万吨,增长5.62%,与上年增速15.45%相比,回落9.83个百分点;钢管表观消费量增速高于产量0.18个百分点,说明总体产销处于一个较为平稳的态势。

前瞻产业研究院《中国无缝钢管行业发展前景预测与转型升级分析报告》数据显示,2014年我国共生产无缝钢管3137.02万吨,比上年增加5.93万吨,增幅为0.19%,与上年增速13.67%相比,回落13.48个百分点。无缝钢管表观消费量2633.13万吨,比上年减少8.73万吨,降幅为0.33%,与上年增速16.92%相比,回落17.25个百分点。

2014年,我国焊接钢管产量为5760.99万吨,比上年增加453.18万吨,增长8.54%,与上年增速14.0%相比,回落5.46个百分点。焊接钢管表观消费量5373.77万吨,比上年增加435.24万吨,增长8.81%,与上年增速14.69%相比,回落5.88个百分点。

折叠 编辑本段 国内发展

自3月以来,国内钢厂无缝钢管产量释放总体有所放缓。2012年10月我国无缝钢管产量是248万吨,较去年同期同比增长8.6;1-10月全国累计生产无缝钢管达2285.9万吨,累计同比增长6.9%。

2012年11月我国无缝钢管产量是257.2万吨,较去年同期增加了29.9万吨,实现同比增长13.2%,环比增长3.71%;1-11月全国累计生产无缝钢管达2563.5万吨,累计同比增长8.2%。

随着无缝钢管行业竞争的不断加剧,大型无缝钢管企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的无缝钢管生产企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此,一大批国内优秀的无缝钢管品牌迅速崛起,逐渐成为无缝钢管行业中的翘楚!

力学性能

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(σb)

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。计算公式为:

式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力,N(牛顿); So--试样原始横截面积,mm2。

②屈服点(σs)

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(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的最大应力; 下屈服点(σsl):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:

式中:L1--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:120HBS10/1000130: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)。

无缝钢管力学性能之抗拉强度

序号   名  称   量的符号   单位符号   含 义  

一   强度   强度指金属在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力  

1   抗拉强度   σb   MPa   金属试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度 Pb σb=—— Fo  式中 Pb——试样拉断前的最大负荷(N) Fo——试样原横截面积(mm )  

无缝钢管力学性能之抗弯强度

无缝钢管抗弯强度

抗弯强度   σbb   MPa   试样在位于两支承中间的集中负荷作用下,使其折断时,折断截面所承受的最大正压力 8PL对圆试样:σbb=—— πd   8PL对矩形试样:σbb=——  2bh式中 P——试样所承受最大集中载荷(N)  L——两支承点间的跨距(mm) d——圆试样截面之外径(mm) b——矩形截面试样之宽度(mm) h——矩形截面试样之宽度(mm)  

提供分类

产品名称   现货材质   执行标准   现货规格   产品应用  

高压化肥管   10 20 16Mn   GB6479-2000   ∮8-1240*1-200   适用于工作温度为-40--400℃工作压力为10-32Mpa的化工设备及管道  

输送流体管   10#、20# ASTM A106A,B,C、A53A,B 16Mn<Q345A.B.C.D.E>   GB/T8163-2008 ASTM A106 ASTM A53   ∮8-1240*1-200   适用于输送流体的一般无缝钢管  

一般结构管   10#、20#、45#、27SiMn ASTM A53A,B 16Mn<Q345A,B,C,D,E>   GB/T8162-2008 GB/T17396-2009 ASTM A53   ∮8-1240*1-200   适用于一般结构,工程支架、机械加工等  

石油套管   J55、K55、N80、L80 C90、C95、P110   API SPEC 5CT ISO11960   ∮60.23-508.00 *4.24-16.13   油管用于油井中抽取石油或天然气套管用作油气井的井壁  

无缝钢管用途

1.建筑类的有:底下管道输送最多较多、盖楼时抽取地下水、锅炉热水输送用等。

2.机械加工、轴承套、加工机械配件等。

3.电气类的:燃气输送、水发电流体管道。

4.风力发电厂防静电管等。

无缝钢管概括

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,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积最大,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。

但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。

执行标准和对应材质

1.GB/T8162-1999(结构用无缝钢管镀锌钢管理论重量)。主要用于一般结构和机械结构 。其代表材质(牌号):碳素钢、20、45号钢;合金钢Q345、20C镀锌钢管价格r、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。

2.GB/T8163-1999(输送流体用无缝钢管)。主要用于工程及大型 设备上输送流体管道。代表陶瓷复合钢管材质(牌号)为20、Q345等。

3.GB3087-1999(低无锡无缝钢管中压锅炉用无缝钢管)。主要用于工业锅炉及生活锅炉 输送低中压流体嘚管道。代表材质为10、20号钢。

4.GB5310-1995 (高压锅炉用无缝钢管)。主要用于电站及天津无缝钢管核电站锅炉上耐高温、高压嘚输送流体集箱及管道。代表材质为20G、 12Cr1MoVG、15CrMoG钢管脚手架等。

5.GB5312-1999(船舶用碳钢和碳 锰钢无缝钢管)。中国无缝钢管网主要用于船舶锅炉及过热器用I、II级耐压管等。代表材质为360、410、460钢级等。

6.GB1479-2000(高压化肥设备用无缝钢管)。主要用于化肥设备上输天津钢管集团送高 温高压流体管道。代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。

7.GB9948-1988(石油裂化用无缝钢管)。主要用于石油冶炼厂嘚锅炉、热交换脚手架钢管价格器及其输送流体管道。其代表材质为 20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。

8.GB18248-2000(气瓶用 无缝钢管)。主要用于制作各种燃气焊接钢管、液压气瓶。其代表材质为37Mn、34Mn2V、35CrMo等。 

另外,还有GB/T17396-1998(液压支柱用热轧无缝钢管)、

GB3093- 1986(柴油机用高压无缝钢管)、

GB/T3639-1983(冷拔或冷轧精密无缝钢管)、

GB/T3094-1986(冷拔无缝钢管异形钢管 不锈钢无缝钢管)、

GB/T8713-1988(液压和气动筒用精密内径无缝钢管)、

GB13296-1991(锅炉、无缝钢管热交换器用不锈钢无缝 钢管)、

GB/T14975-1994(结构用不锈钢无缝钢管)、

GB/T14976-1994(流体输送用不锈钢无缝钢管)

GB/T5035-1993(汽 车半轴套管用无缝钢管)、

API SPEC5CT-1999(套管和油管规范)等。

常用材质

1、汽车用管(别克轿车专用)小口径高压锅炉管 按国内外标准或行业标准生产210C、15CrMoG、12Cr1MoVG、T12~T91系列钢管

2、西气东输站场用管线管GB/T9711.2 L245NB Φ1146、 Φ895等

3、海底输油管线管API5L X52 PSL2 Φ8910、Φ114.311.1

4、油田用管N80非调质管API 5CT Φ139.77.72 J55油管API 5CT Φ735.51

5、桁架臂专用管(整体调质管)协议标准,20Mn2B、20Mn2、Φ14615等,用于履带式塔吊用起重设备

6、专用缸筒和支架用管 T91、钢102系列高压锅炉管GB5310-1995,用于热电站高温、高压环境

7、拖拉机后轴管35MnVN,履带式拖拉机的后轴

8、超高强度结构管35CrMnsi、30CrMnSiNi2A,用于军工、飞机起落架用管

9、车桥管20Mn2、Φ17812、Φ12719等

10、岩矸管协议标准J55、Φ266、Φ316等,用于高速公路、大型水电站大坝加固用

11、液压支柱管GB/T17396-1998、27SiMn,用于煤机井下作业支撑固定

按美标生产的锅炉和过热器用中碳钢无缝钢管ASTM A210、210C、Φ606

12、汽车半轴套管YB/T5035-1996、45Mn2\45

13、超长换热器管20,Φ19216000-21000,用于换热器

14、叉杆用无缝管CR-1、Φ485,用于火车提速用的CR转向架交叉杆

15、火箭炮用定向螺旋异型无缝管Φ1232.2、MP16Mn、GJB459-88

16、抗海水腐蚀管Q/CG41、10CrMoA1、Φ1084、Φ252.5

17、潜油电机轴管协议标准Φ3111、Φ3613.5、40Cr、35CrMo、35CrMoV,用于抽油泵的电机轴

18、低温管道用管GB/T18984-2003、09DG、10MnDG、09Mn2VDG、B655,用于石化行业处于低温环境的流体输送管道、核电站用管

军工用纯铁管DT3

19、710超强炮身用管

20、直九机管15CDV6

21、锅炉、热交换器用不锈无缝管GB13296-1991、0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Ti、Φ1928900等

22、潜望镜管 、汽车、摩托车减震器用精密无缝钢管10、20等 .

23、曳光破甲弹压环用管SAE1035、Φ1009.5

国内牌号

品种 标准 常用牌号 常用国外标准

结构用无缝钢管

标准:GB/T8162-2008

常用牌号:10、20、35、45、40Mn2、45Mn2、27SiMn、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、38CrMoA1、50CrV、30CrMnSi ASTM A500-98

常用国外标准:ASTM A501-98 ASTN A519-98 JIS G3441

输送流体用无缝钢管

标准:GB/T8163-2008

常用牌号:10#、20#、Q295、Q345

常用国外标准:ASTM A53-98 ASTM A192 ASME S192 JIS G3452-1998 FIS G3454-1998 DIN 1629-1984

油井用油管接箍料管管线钢管

标准:API SPEC 5CT APE SPEC 5L

常用牌号:J55、N80 A、B、X42 

常用国外标准:API 

高压锅炉用无缝钢管

标准:GB5310-2008

常用牌号:20G、20MnG、25MnG、15MoG、20MoG、12Cr1MoVG、15CrMoVG、12Cr2MoG、12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB、

常用国外标准:ASTM A106-96a 、ASTM A210C、ATSM A213-95a JIS G3461-1988 JIS G3462-1998 DIN 17175-1979 BS3059:Part 2:1990

低中压锅炉用无缝钢管

标准:GB3087-2008

常用牌号:10#、20 #

常用国外标准:ASTM A179, ASTM A192

ASTM SA179,SA192,

BS3059 

化肥设备用高压无缝钢管

标准: GB6479-2000

常用牌号:10#、20G、Q345、Q390、10MoVNb、12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo

常用国外标准:ISO 9329-2-1997

ASTM A161-94

石油裂化用无缝钢管

标准: GB9948-2006

常用牌号:10#、20#、12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo、

常用国外标准:JIS G3441-1988

汽车半轴套管用无缝钢管

标准:Q/OHAD001 YB/T5035-1998

常用牌号:45Mn2、45#、25MnCr

常用国外标准:DIN 1629-1984

液压支柱用热轧无缝钢管

标准:Q/OHAD010-GB/T17398-2007

常用牌号:27SiMn

船舶用碳钢、碳锰钢无缝钢管

标准:GB/T5312-1999

常用牌号:Q320、Q360、Q410、Q460、Q490

常用国外标准:DIN 2391-1994

冷拔精密无缝钢管

标准:GB/T3639-2000 GB/T8713-88

常用牌号:10#、20#、35#、45#、30CrMo

地质钻探用无缝钢管

标准:YB/T5052-93 YB235-70

常用牌号:DZ40、DZ50

炮弹用无缝钢管

标准:YBn1-86

常用牌号: 40Mn2、D60

顶杆用无缝钢管

标准:Q/OHAD003

常用牌号:1CrMo

轴承钢管

标准:YB/Z12-77YJZ84

常用牌号:GCr15

带肋钢筋连接套筒用无缝钢管

Q/OHA011

10#、20#

气瓶用无缝钢管

技术协议

34Mn2V、30CrMo、35CrMo、45#

流体管,结构管的价格;4100/吨

工艺流程

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。

热轧

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。无缝钢管分热轧和冷轧(拨)无缝钢管两类。 热轧无缝钢管分一般钢管,低、中压锅炉钢管,高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧(拨)无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外,还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。热轧无缝管外径一般大于32mm,壁厚2.5-200mm,冷轧无缝钢管处径可以到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

卫生级镜面管工艺流程

管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修磨——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验——冷轧——去油——切头——风干——内抛光——外抛光——检验——标识——成品包装

工业管工艺流程

管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修蘑——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验——恒温存放——交货

尺寸及允许偏差

偏差等级     标准化外径允许偏差  

D1     ±1.5%,最小±0.75 mm  

D2     ±1.0%。最小±0.50 mm  

D3     ±0.75%.最小±0.30 mm  

D4     ±0.50%。最小±0.10 mm  

无缝钢管重量公式

[(外径-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)

无缝钢管的质量要求

一)无缝钢管

1.用途:无缝钢管是一种经济断面钢材,在国民经济中具有很重要的地位,广泛应用于石油、化工、锅炉、电站、船舶、机械制造、汽车、航空、航天、能源、地质、建筑及军工等各个部门。

2.分类

①按断面形状分:圆形断面管、异形断面管

②按材质分:碳素钢管、合金钢管、不锈钢管、复合管

③按连接方式分:螺纹连接管、焊接管

④按生产方式:热轧(挤、顶、扩)管、冷轧(拔)管

⑤按用途分:锅炉管、油井管、管线管、结构管、化肥管 ……

3.生产工序

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

4.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

. 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

. 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。

. 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。

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

. 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。

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:

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)我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 17395-1998 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差。

③ GB/T5310-1995 高压锅炉用无缝钢管。

④ GB6479-2000 高压化肥设备用无缝钢管。

⑤GB/T 18248-2000 气瓶用无缝钢管。

镀锌方法

无缝钢管的镀锌方法

有热镀锌和电镀锌两大类。热镀锌有湿法、干法、铅锌法、氧化还原法等,其工艺流程如图所示。

不同热镀锌方法的主要区别在钢管酸浸清洗后,用什么方法活化管体表面提高镀锌质量。现生产中主要采用干法和氧化还原法,其特点见表。

电镀锌的锌层表面十分光滑致密、组织均匀;具有良好的力学性能和抗腐蚀能力;锌耗比热镀锌低60%~75%。电镀锌在技术上有一定的复杂性,但对单面镀层,内外表面镀层厚度不同的双面镀层,以及薄壁管镀锌等皆须采用此法。

规格表

规格   无缝钢管   规格   无缝钢管   规格   无缝钢管   规格   无缝钢管  

6×1   18×5   32×7-8    48×9-10    70×4-5   83×4-5    102×25-26    127×30-32    

6×2   20×1-1.5    32×9-10    48×12-14    70×6-7    83×6-7    102×28-30    127×34-35    

7×1   20×2-2.5    34×2-3    51×3-3.5   70×8-9    83×8-10    102×32    133×4-4.5    

7×2   20×3-3.5    34×4-5    51×4-6    70×10-12    83×12-14    108×4-4.5    133×5-6    

8×1   20×4-5    34×6-7    51×8-10    70×14-16    83×16-18    108×5-6    133×8-10    

8×2   22×2-2.5    34×8-9    51×12-14    70×18-20    83×20-22    108×8-10    133×12-14    

8×2-5   22×3-3.5    38×2-2.5    51×16    70×22    83×24    108×12-14    133×16-18    

9×1   22×4-5    38×3-3.5    60×3-5    73×4-5    89×-4.5    108×16-18    133×20-22    

9×2   22×6-7    38×4-4.5    60×4-5    73×6-7    89×5-6    108×20-22    133×24-26    

10×1   22×8    38×5-6    60×6-7    73×8-9    89×8-10    108×24-25    133×28-30    

10×2   25×2-2.5    38×7-8    60×8-10    73×10-12    89×12-14    108×26-28    133×32-34    

10×2-5   25×3-3.5    38×9-10    60×12-14    73×12-14    89×16-18    108×30-32    133×35-36    

10×3   25×4-5    38×12    60×3-3.5    73×16-18    89×20-22    108×35    140×4-4.5    

12×1    25×6-7    42×2-2.5    63.5×3-3.5    73×20    89×24-25    121×4-5    140×5-6    

12×1.5    25×8-10    42×3-3.5    63.5×4-5    76×4-5    89×26    121×6-8    140×8-10    

12×2-2.5    27×2.5×-3    42×4-5    63.5×6-7    76×6-7    95×5-6    121×10-12    140×12-14    

12×3-3.5    27×4-5    42×6-7    63.5×3-9    76×8-9    95×7-8    121×14-16    140×16-18    

14×1    27×6-7    42×8-9    63.5×10-12    76×10-12    95×10-12    121×18-20    140×20-22    

14×2-2.5    27×8-10    42×10-12    63.5×14-16    76×12-14    95×14-16    121×22-24    140×24-26    

14×3-4   28×8-2.5    45×2.5-3    63.5×18    76×16-18    95×18-20    121×26-28    140×28-30    

14×5    28×3-3.5    45×3.5-4    63.5×20    76×20-22    95×22-24    121×30-32    140×32-34    

16×1-1.5    28×4-4.5    45×5-6    68×3-4    80×4-5    95×25-26    121×34-35    140×35-36    

16×2-2.5    28×5-6    45×7-8    68×5-6    80×5-6    102×4-4.5   127×4-5    140×38-40    

16×3-4    28×7-8    45×9-10    68×7-8    80×6-7    102×5-6    127×6-8    140×42-45    

16×5    28×9-10    45×12-14    68×9-10    80×8-9    102×7-8    127×10-12    140×46    

18×1-1.5    32×2-2.5    48×3-3.5    68×12-14    80×10-12    102×10-12   127×14-16    146×4-5    

18×2-2.5    32×3-3.5    48×4-4.5    68×14-16    80×14-16    102×14-16   127×18-20    146×6-8    

18×3-3.5    32×4-4.5    48×5-6    68×18-20    80×18-20    102×18-20   127×22-24    146×10-12  

18×4-4.5    32×5-6    48×7-8    68×22    80×22    102×22-24   127×26-28    146×14-16  

规格   规格   规格   规格   规格   规格   规格   规格  

146×18-20   159×26-28   180×30-32   203×38-40   245×35-36   325×18-20   355×45-50    406×9-10    

146×22-24   159×30-32   180×34-35   203×42-44   245×38-40   325×22-24   377×9-10    406×11-12    

146×25-26   159×34-35   180×36-38   203×45-46   245×45-50   325×25-26   377×11-12    406×14-16    

146×28-30   159×36-38   180×40-42   203×48-50   245×55    325×28-30   377×14-15    406×18-20    

146×32-34   159×40-42   180×44-45   203×55    273×7-8    325×32-34   377×16-18    406×25-30    

146×35-36   159×44-45   180×46-48   219×6-7    273×9-10    325×35-36   377×20-22    406×35-40    

146×38-40   159×46    180×50-52   219×8-9    273×12-14   325×38-40   377×24-25    406×45-50    

146×42-44   168×4-4.5   194×6-7    219×10-12   273×15-16   325×42-45   377×26-28    406×55-60    

146×45-46   168×5-6    194×8-10    219×14-16   273×18-20   325×48-50   377×30-32    426×70-85    

152×4-4.5   168×7-8    194×12-14   219×18-20   273×22-24   325×55-60   377×34-35    426×9-10    

152×5-6    168×10-12   194×16-18   219×22-24   273×25-26   351×8-9    377×36-38    426×11-12    

152×8-10    168×14-16   194×20-22   219×25-26   273×28-30   351×10-11   377×40-42    426×14-16    

152×12-14   168×18-20   194×24-26   219×28-30   273×32-35   351×12-14   377×48-50    426×18-20    

152×16-18   168×22-24   194×28-30   219×32-34   273×38-40   351×16-18   377×55-60    426×22-24    

152×20-22   168×26-28   194×32-34   219×35-36   273×45-48   351×20-22   402×9-10    426×26-28    

152×24-26   168×30-32   194×36-38   219×38-40   273×50-55   351×24-25   402×11-12    426×30-32    

152×28-30   168×34-35   194×40-42   219×42-44   299×9-10    351×26-28   402×14-16    426×34-35    

152×32-34   168×36-38   194×44-45   219×45-48   299×12-14   351×30-32   402×18-20    426×36-38    

152×35-36   168×40-42   194×46-48   219×50-52   299×16-18   351×34-35   402×22-24    426×40-42    

152×38-40   168×44-45   194×50-52   219×50    299×20-22   351×38-40   402×25-26    426×45-48    

152×42-44   168×46-48   203×6-7    245×7    299×24-25   351×42-45   402×28-30    426×50-55    

152×45-46   168×50-52   203×8-9    245×8-9    299×26-28   351×48-50   402×32-34    426×60-65    

159×4-4.5   180×6-7    203×10-12   245×10-12   299×30-32   351×55-60   402×35-36    426×70-80    

159×5-6    180×8-9    203×14-16   245×14-16   299×34-35   355×8-9    402×38-40    426×100    

159×8-10    180×10-12   203×18-20   245×18-20   299×40-45   355×10-11   402×42-44    450×8-9    

159×12-14   180×14-16   203×22-24   245×22-24   299×50-55   355×12-14   402×45-48    450×10-11    

159×16-18   180×18-20   203×26-28   245×25-26   325×8-9    355×18-20   402×50-55    450×12-14    

159×20-22   180×22-24   203×30-32   245×28-30   325×10-12   355×25-30   402×58-60    450×16-18    

159×24-25   180×26-28   203×34-36   245×32-34   325×14-16   355×35-40   402×65    450×20-22 -80  

研究概况斜轧基础理论研究

斜轧过程在无缝钢管生产中得到了广泛应用,穿孔、轧管、均整、定径都可用斜轧实现。斜轧管机有二辊、三辊两种系统。虽然轧管机的结构不同,轧辊的形状与轧辊在空间的位置不同,但是,在辊、管组成的变形区里,调整参数间的几何关系和轧制过程基本上是相同的。

斜轧力能参数研究

我国早在20世纪80年代就开始对斜轧理论进行了一系列研究,如对变形区内金属变形规律、应力分布、轧制力和轧制力矩进行的研究;对孔腔形成机理的研究;对单主动导盘斜轧穿孔管坯时金属的宏观变形、导盘对轧件的作用力和沿轧件径向变形与应力的不均匀分布的研究;对三辊联合穿孔机的变形区与变形特点利用三维钢塑性有限元对斜轧稳态轧制过程进行的研究;采用三维钢塑性有限元法对斜轧穿孔过程进行模拟分析;应用有关多余变形的概念和计算多余变形的方法,研究锥形辊斜轧延伸工艺。

纵轧基础理论研究

1、轧管理论:纵轧轧管的理论研究主要体现在连轧管机的上浮动芯棒和限动芯棒的连轧工艺的研究

2、张力减径工艺基础理论:我国制造的直径76mm、108mm两套张力减径试验样机与20世纪70年代初投入试生产,为国内张力减径设计,生产工艺,摸索了经验。

折叠 编辑本段 渗氮处理

根据无缝钢管渗氮处理的基本原理和工艺特点,其工艺参数有渗氮湄 度、渗氮时间和氨的分解率等,归纳其要点如下。

【1】渗氮温度

渗氮温度在500°C时,具有最高的表面硬度,超过该温度则杉出现硬度的降低,其原因在于500°C以下氮化物的聚集不显著,菸散度大的缘故。同时考虑到氮化温度与硬度、氮化层深度、无缝钢管变形量等众多因素的关系,通常将氮化温度控制在480〜560°C 渗氮与硬度的关系见图8-2。

【2】渗氮时间

渗氮一定时间后,表面硬度达到最大值,延长时间后硬度稍芊下降,如渗氮温度越高则达到最大值的时间越短,硬度値就越低; K化层的深度随时间的延长而增加。图8-3为38CrMoAl氮化钢氣 ft层硬度、深度与温度、时间的关系。

图8 3 38CrMoAl无缝钢管氮化层硬度、深度与温度、时间的关系

【3】氨的分解率

氨的分解率是氨分解产生的氢和氮占炉气体积的百分比,分解高则炉内氢浓度高,使氮原子处于停顿状态,即阻止氮原子的渗入;反之分解率低则造成与无缝钢管表面接触的活性氮原子数量减少,$ 气又使脆性增加。分解率与炉内压力、氨的流量、无缝钢管表面的状2 以及有无催化剂等因素有关,因此分解率应控制在一个最适当的S 围内,.一般而言氨的分解率控制在18%〜45%左右,具体参见导 8~11。氨分解率的大小可以通过氨流量以及炉内压力的高低>1 调节。

表8-U 氮化温度与氨的分解率的最佳关系

抵化温度/X:500510525540560
分解率/%15 〜2520 〜3025 〜3535 〜-1545 〜60

根据渗氮层深度和硬度的要求可以进行一段、二段或三段渗_ 处理,同时要根据无缝钢管的材质与技术要求来加以合理的选择,要if 行综合的分析并结合其工作的条件,不要顾此失彼,要明确的是化无缝钢管的预备热处理是调质处理。

三种渗氮工艺有各自的特点,等温氮化(或称为一段氮化)斥 的表面硬度高约HV1000〜1200,变形小,脆性低,工艺简单,抵作方便,但工艺周期长,成本高,渗层浅,多用于氮化层浅、尺、J 精密、硬度髙的无缝钢管;二段渗氮与等温氮化相比,表面硬度稍介 (HV850〜1000),变形略有增大,但渗速快,多用于氮化层较深 批量较大的无缝钢管;三段氮化渗速快,但硬度、脆性、变形等方面% 比等温氮化效果差。因此对于无缝钢管零件需要进行氮化处理时,要书 据无缝钢管的技术要求、工作特点、生产效率、制造成本等几个方面if 行综合评定后才能确定最佳的氮化工艺。

需要说明的是对于碳钢和铸铁无缝钢管,为了提高工件的抗蚀能:i 而进行的渗氮称为抗蚀氮化,其渗氮层深度在0.02〜0.04mm,珠面形成一层薄而致密的白色氮化层(e相在0.015〜O.OOOmm). J 有化学稳定性高的特点,在潮湿空气、过热蒸汽、海水、气体燃觉 产物以及弱碱溶液中具有不同的抗腐蚀性,进行抗蚀氮化的无缝钢管琴进行正火或调质处理。采用抗蚀氮化可代替镀镍、镀锌、发蓝、碌化以及其他表面处理方法,有时甚至能代替合金钢和不锈钢等。货工艺的工艺温度在550〜650°C左右,时间为1〜3h,氨分解率在45%〜70%。

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