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鋼管知識 

 

 

管材的有關實用知識
一、管材的分類

1、按生產方法分類  

1)無縫管——熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管

2)焊管

a)按工藝分——電弧焊管、電阻焊管(高頻、低頻)、氣焊管、爐焊管

b)按焊縫分——直縫焊管、螺旋焊管

2、按斷面形狀分類

1)簡單斷面鋼管——圓形鋼管、方形鋼管、橢圓形鋼管、三角形鋼管、六角形鋼管、菱形鋼管、八角形鋼管、半圓形鋼圓、其他

2)複雜斷面鋼管——不等邊六角形鋼管、五瓣梅花形鋼管、雙凸形鋼管、雙凹形鋼管、瓜子形鋼管、圓錐形鋼管、波紋形鋼管、錶殼鋼管、其他

3、按壁厚分類——薄壁鋼管、厚壁鋼管

4、按用途分類——管道用鋼管、熱工設備用鋼管、機械工業用鋼管、石油、地質鑽探用鋼管、容器鋼管、化學工業用鋼管、特殊用途鋼管、其他

 

二、無縫鋼管

是一種具有中空截面、週邊沒有接縫的長條鋼材。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,廣氾用於製造結構件和機械零件,如石油鑽杆、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用鋼管製造環形零件,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,目前已廣氾用鋼管來製造。鋼管還是各種常規武器不可缺少的材料,槍管、炮筒等都要鋼管來製造。鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由於在周長相等的條件下,圓面積最大,用圓形管可以輸送更多的流體。此外,圓環截面在承受內部或外部徑向壓力時,受力較均勻,因此,絕大多數鋼管是圓管。但是,圓管也有一定的侷限性,如在受平面彎曲的條件下,圓管就不如方、矩形管抗彎強度大,一些農機具骨架、鋼木傢具等就常

用方、矩形管。根據不同用途還需有其他截面形狀的異型鋼管。

目前,全世界生產鋼管的共計有110多個國家的1850多個公司下的5100多個生產廠,其中生產石油管的有44個國家的170多個公司下的260多個廠。2000年,無縫管全國表觀消費量為418.0萬噸,其中國內供應量的382.1萬噸,占國內總需求的91.4%。進口為35.9萬噸,占國內總需求的8.59%。同年石油管消費量大約為91萬噸。進口約25.2萬噸。進口管占國內總消費量的大約70%,其中進口管占國內總消費量的27.69%,石油管進口量約占無縫鋼管總進口量的大約70%。從日本進口的石油管占總進口量一半以上。中國最大的石油套管生產基地——天津鋼管公司2000年的鋼管產品出來為52.20萬噸,其中石油套管產量為36.41萬噸。套管占全國石油產量的一半以上。在產量和銷售量上都占中國套管市場的第一位。

從國際和國內兩個市場來看,無縫鋼管(包括石油專用管)的現有生產能力均已大於需求。所以,今後的重點應放在充分發揮現有機組的能力,開發出高強度等級、高抗擊毀、高抗腐蝕的石油管、高壓鍋爐管和氣瓶管等產品。也是國家針對當前我國鋼鐵市場進行優化產品結構的內容。這也是增加在國內外產品競爭力、擴大市場份額的關鍵所在。就是說,提高國內鋼管企業的市場競爭力是加和WTO以後國內企業長期的任務和成功發展的關鍵。

 

 

1、分類

無縫鋼管因其製造工藝不同,又分為熱軋(擠壓)無縫鋼管和冷拔(軋)無縫鋼管兩種。冷拔(軋)管又分為圓形管和異形管兩種。無縫鋼管,又因其用途不同而分為如下若干品種:

.GB/T8162-1999(結構用無縫鋼管)。主要用於一般結構和機械結構。其代表材質(牌號):碳素鋼、2045號鋼;合金鋼Q34520Cr40Cr20CrMo30-35CrMo42CrMo等。

2.GB/T8163-1999(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。代表材質(牌號)為20Q345等。

3. GB3087-1999(低中壓鍋爐用無縫鋼管)是用於製造各種結構低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫鋼管。代表材質為1020號鋼。

4. GB5310-1995(高壓鍋爐用無縫鋼管)是用於製造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優質碳素鋼、合金鋼和不鏽耐熱鋼無縫鋼管。代表材質為20G12Cr1MoVG15CrMoG等。

5. GB1479-2000(高壓化肥設備用無縫鋼管)是適用於工作溫度為-40~400、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。代表材質為2016Mn12CrMo12Cr2Mo等。

6GB9948-1988(石油裂化用無縫鋼管)。主要用於石油冶煉廠的鍋爐、熱交換器及其輸送流體管道。其代表材質為2012CrMo1Cr5Mo1Cr19Ni11Nb等。

7.地質鑽探用鋼管(YB235-70)是供地質部門進行岩心鑽探使用的鋼管,按用途可分為鑽杆、鑽鋌、岩心管、套管和沉澱管等。

8.金剛石岩芯鑽探用無縫鋼管(GB3423-82)是用於金剛石岩芯鑽探的鑽杆、岩心杆、套管的無縫鋼管。

9.石油鑽探管(YB528-65)是用於石油鑽探兩端內加厚或外加厚的無縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種,車絲管用接頭聯結,不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯結。

10.GB5312-1999(船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管)是製造船舶I級耐壓管系、級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫鋼管。碳素鋼無縫鋼管管壁工作溫度不超過450,合金鋼無縫鋼管管壁工作溫度超過450代表材質為360410460鋼級等。

11.汽車半軸套管用無縫鋼管(GB3088-82)是製造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。

12.柴油機用高壓油管(GB3093-86)是製造柴油機噴射系統高壓管用的冷拔無縫鋼管。

13.液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫鋼管(GB8713-88)是製造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。

14.冷拔或冷軋精密無縫鋼管(GB3639-83)是用於機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。選用精密無縫鋼管製造機械結構或液壓設備等,可以大大節約機械加工工時,提高材料利用率,同時有利於提高產品質量。

15.結構用不鏽鋼無縫鋼管(GB/T14975-1994)是廣氾用於化工、石油、輕紡、醫療、食品、機械等工業的耐腐蝕管道和結構件及零件的不鏽鋼製成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。

16.流體輸送用不鏽鋼無縫鋼管(GB/T14976-1994)是用於輸送流體的不鏽鋼製成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。

17.異型無縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫鋼管(代號為D)、不等壁厚異型無縫鋼管(代號為BD)、變直徑異型無縫鋼管(代號為BJ)。異型無縫鋼管廣氾用於各種結構件、工具和機

械零部件。和圓管相比,異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數,有較大的抗彎抗扭能力,可以大大減輕結構重量,節約鋼材。

8.GB18248-2000(氣瓶用無縫鋼管)。主要用於製作各種燃氣、液壓氣瓶。其代表材質為37Mn34Mn2V35CrMo等。

另外,還有GB/T17396-1998(液壓支柱用熱軋無縫鋼管)、GB3093-1986(柴油機用高壓無縫鋼管)、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)、GB/T8713-1988(液壓和氣動筒用精密內徑無縫鋼管)、GB13296-1991(鍋爐、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/T14976-1994(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)、API SPEC5CT-1999(套管和油管規範)等。

2、製造工藝:

.熱軋(擠壓無縫鋼管):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

軋制無縫管的原料是圓管坯,圓管胚要經過切割機的切割加工成長度約為1米的坯料,並經傳送帶送到熔爐內加熱。鋼坯被送入熔爐內加熱,溫度大約為1200攝氏度。燃料為氫氣或乙炔。爐內溫度控制是關鍵性的問題.圓管坯出爐后要經過壓力穿孔機進行穿空。一般較常見的穿孔機是錐形輥穿孔機,這種穿孔機生產效率高,產品質量好,穿孔擴徑量大,可穿多種鋼種。穿孔后,圓管坯就先後被三輥斜軋、連軋或擠壓。擠壓后要脫管定徑。定徑機通過錐形鑽頭高速旋轉入鋼胚打孔,形成鋼管。鋼管內徑由定徑機鑽頭的外徑長度來確定。鋼管經定徑后,進入冷卻塔中,通過噴水冷卻,鋼管經冷卻后,就要被矯直。鋼管經矯直后由傳送帶送至金屬探傷機(或水壓實驗)進行內部探傷。若鋼管內部有裂紋,氣泡等問題,將被探測出。鋼管質檢后還要通過嚴格的手工挑選。鋼管質檢后,用油漆噴上編號、規格、生產批號等。並由弔車弔入倉庫中。

.冷拔(軋)無縫鋼管: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。

冷拔(軋)無縫鋼管的軋制方法較熱軋(擠壓無縫鋼管)複雜。它們的生產工藝流程前三步基本相同。不同之處從第四個步驟開始,圓管坯經打空后,要打頭,退火。退火后要用專門的酸性液體進行酸洗。酸洗后,塗油。然後緊接著是經過多道次冷拔(冷軋)再坯管,專門的熱處理。熱處理后,就要被矯直。鋼管經矯直后由傳送帶送至金屬探傷機(或水壓實驗)進行內部探傷。若鋼管內部有裂紋,氣泡等問題,將被探測出。鋼管質檢后還要通過嚴格的手工挑選。鋼管質檢后,用油漆噴上編號、規格、生產批號等。並由弔車弔入倉庫中。

 

三、焊接鋼管

焊接鋼管也稱焊管,是用鋼板或鋼帶經過捲曲成型后焊接製成的鋼管。焊接鋼管生產工藝簡單,生產效率高,品種規格多,設備資少,但一般強度低於無縫鋼管。20世紀30年代以來,隨著優質帶鋼連軋生產的迅速發展以及焊接和檢驗技術的進步,焊縫質量不斷提高,焊接鋼管的品種規格日益增多,並在越來越多的領域代替了無縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。

直縫焊管生產工藝簡單,生產效率高,成本低,發展較快。螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高,能用較窄的坯料生產管徑較大的焊管,還可以用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比,焊縫長度增加30~100%,而且生產速度較低。因此,較小口徑的焊管大都採用直縫焊,大口徑焊管則大多採用螺旋焊。

1.低壓流體輸送用焊接鋼管(GB/T3092-1993)也稱一般焊管,俗稱黑管。是用於輸送水、煤氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途的焊接鋼管。鋼管接壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管;接管端形式分為不帶螺紋鋼管(光管)和帶螺紋鋼管。鋼管的規格用公稱口徑(mm)表示,公稱口徑是內徑的近似值。習慣上常用英吋表示,如11/2 等。低壓流體輸送用焊接鋼管除直接用於輸送流體外,還大量用作低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管的原管。

2.低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管(GB/T3091-1993)也稱鍍鋅電焊鋼管,俗稱白管。是用於輸送水、煤氣、空氣油及取暖蒸汽、暖水等一般較低壓力流體或其他用途的熱浸鍍鋅焊接(爐焊或電焊)鋼管。鋼管接壁厚分為普通鍍鋅鋼管和加厚鍍鋅鋼管;接管端形式分為不帶螺紋鍍鋅鋼管和帶螺紋鍍鋅鋼管。鋼管的規格用公稱口徑(mm)表示,公稱口徑是內徑的近似值。習慣上常用英吋表示,如11/2 等。

3.普通碳素鋼電線套管(GB3640-88)是工業與民用建筑、安裝機器設備等電氣安裝工程中用於保護電線的鋼管。

4.直縫電焊鋼管(YB242-63)是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。

5.承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管(SY5036-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,用雙面埋弧焊法焊接,用於承壓流體輸送的螺旋縫鋼管。鋼管承壓能力強,焊接性能好,經過各種嚴格的科學檢驗和測試,使用安全可靠。鋼管口徑大,輸送效率高,並可節約鋪設管線的投資。主要用於輸送石油、天然氣的管線。

6.承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管(SY5038-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,採用高頻搭接焊法焊接的,用於承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強,塑性好,便於焊接和加工成型;經過各種嚴格和科學檢驗和測試,使用安全可靠,鋼管口徑大,輸送效率高,並可節省鋪設管線的投資。主要用於鋪設輸送石油、天然氣等的管線。

7.一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管(SY5037-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,採用雙面自動埋弧焊或單面焊法製成的用於水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。

8.一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管(SY5039-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,採用高頻搭接焊法焊接用於一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管。

9.樁用螺旋焊縫鋼管(SY5040-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,採用雙面埋弧焊接或高頻焊接製成的,用於土木建筑結構、碼頭、橋梁等基礎樁用鋼管。

四、鋼塑復合管、大口徑塗敷鋼管

鋼塑復合管以熱浸鍍鋅鋼管作基體,經粉末熔融噴塗技術在內壁(需要時外壁亦可)塗敷塑料而成,性能優異。與鍍鋅管相比,具有抗腐蝕、不生鏽、不積垢、光滑流暢、清潔無毒,使用壽命長等優點。據測試,鋼塑復合管的使用壽命為鍍鋅管的三倍以上。與塑料管相比,具有機械強度高,耐壓、耐熱性好等優點。由於基體是鋼管,所以不存在脆化、老化問題。可廣氾應用於自來水、煤氣、化工產品等流體輸送及取暖工程,是鍍鋅管的升級換代產品。由於其安裝使用方法與傳統的鍍鋅管基本相同,管件形式也完全相同,而且能代替鋁塑復合管在大口徑自來水輸送上發揮作用,深受用戶歡迎,已成為管道市場最具競爭力的新產品之一。

塗敷鋼管是在大口徑螺旋焊管和高頻焊管基礎上塗敷塑料而成,最大管口直徑達1200mm,可根據不同的需要塗敷聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、環氧樹脂(EPOXY)等各種不同性能的塑料塗層,附著力好,抗腐蝕性強,可耐強酸、強碱及其它化學腐蝕,無毒、不鏽蝕、耐磨、耐衝擊、耐滲透性強,管道表面光滑,不粘附任何物質,能降低輸送時的阻力,提高流量及輸送效率,減少輸送壓力損失。塗層中無溶劑,無可滲出物質,因而不會污染所輸送的介質,從而保証流體的純潔度和衛生性,在-40+80範圍,可冷熱循環交替使用,不老化、不龜裂,因而可以在寒冷地帶等苛刻的環境下使用。大口徑塗敷鋼管廣氾應用於自來水、天然氣、石油、化工、醫藥、通訊、電力、海洋等工程領域。

 
 

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