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螺旋钢管厂-管材的有关实用知识

时间:2012-10-23 17:13 作者:元成螺旋钢管厂 点击:

学问
一、管材的分类
1、按出产办法分类  
(1)无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管
(2)焊管
(a)按工艺分——电弧焊管、电阻焊管(高频、低频)、气焊管、炉焊管
(b)按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管
2、按断面外形分类
(1)简易断面钢管——圆形钢管、方形钢管、卵形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他
(2)庞大断面钢管——不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他
3、按壁厚分类——薄壁钢管、厚壁钢管
4、按用处分类——管道用钢管、热工设置装备摆设用钢管、机器产业用钢管、煤油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学产业用钢管、特别用处钢管、其他
二、无缝钢管
是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面,少量用作保送流体的管道,如保送煤油、自然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材比拟,在抗弯抗扭强度雷同时,分量较轻,是一种经济截面钢材,普遍用于制造构造件和机器零件,如煤油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及修建施工顶用的钢脚手架等。用钢管束造环形零件,可进步资料应用率,简化制造工序,节省资料和加工工时,如转动轴承套圈、千斤顶套等,当前已普遍用钢管来制造。钢管照旧种种通例兵器不行短少的资料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积外形的差别可分为圆管和异型管。因为在周长相称的前提下,圆面积最大,用圆形管能够保送更多的流体。别的,圆环截面在接受外部或内部径向压力时,受力较平均,因而,绝大部分钢管是圆管。然则,圆管也有肯定的范围性,如在受立体弯曲的前提下,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。依据差别用处还需有其他截面外形的异型钢管。
当前,全天下出产钢管的合计有110多个国度的1850多个公司下的5100多个出产厂,此中出产煤油管的有44个国度的170多个公司下的260多个厂。2000年,无缝管天下表观消耗量为418.0万吨,此中大陆供给量的382.1万吨,占大陆总需求的91.4%。入口为35.9万吨,占大陆总需求的8.59%。同年煤油管消耗量约莫为91万吨。入口约25.2万吨。入口管占大陆总消耗量的约莫70%,此中入口管占大陆总消耗量的27.69%,煤油管入口量约占无缝钢管总入口量的约莫70%。从日本入口的煤油管占总入口量一半以上。中国最大的煤油套管出产基地——天津钢管公司2000年的钢管产物出来为52.20万吨,此中煤油套管产量为36.41万吨。套管占天下煤油产量的一半以上。在产量和贩卖量上都占中国套管市场的第一位。
从国际和大陆两个市场来看,无缝钢管(包罗煤油公用管)的现有出产才能均已大于需求。以是,以后的重点应放在充沛发扬现无机组的才能,开辟出高强度品级、高抗击毁、高抗腐化的煤油管、高压汽锅管和睦瓶管等产物。也是国度针对目前我国钢铁市场停止优化产物构造的内容。这也是增长在大陆外产物竞争力、扩展市场份额的要害地点。便是说,进步大陆钢管企业的市场竞争力是加和WTO当前大陆企业恒久的使命和胜利开展的要害。
1、分类
无缝钢管因其制造工艺差别,又分为热轧(挤压)无缝钢管和冷拔(轧)无缝钢管两种。冷拔(轧)管又分为圆形管和异形管两种。无缝钢管,又因其用处差别而分为如下多少种类:  
1.GB/T8162-1999(构造用无缝钢管)。重要用于普通构造和机器构造。其代表材质(商标):碳素钢、20、45号钢;合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。
2.GB/T8163-1999(保送流体用无缝钢管)。重要用于工程及大规模设置装备摆设上保送流体管道。代表材质(商标)为20、Q345等。
3. GB3087-1999(低中压汽锅用无缝钢管)是用于制造种种构造低中压汽锅过热蒸汽管、滚水管及机车汽锅用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素构造钢热轧和冷拔(轧)无缝钢管。代表材质为10、20号钢。
4. GB5310-1995(高压汽锅用无缝钢管)是用于制造高压及其以上压力的水管汽锅受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。
5. GB1479-2000(高压化肥设置装备摆设用无缝钢管)是实用于事情温度为-40~400℃、事情压力为10~30Ma的化工设置装备摆设和管道的优质碳素构造钢和合金钢无缝钢管。代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。
6.GB9948-1988(煤油裂化用无缝钢管)。重要用于煤油冶炼厂的汽锅、热交流器及其保送流体管道。其代表材质为20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。
7.地质钻探用钢管(YB235-70)是供地质部分停止岩心钻探运用的钢管,按用处可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。
8.金刚石岩芯钻探用无缝钢管(GB3423-82)是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管。
9.煤油钻探管(YB528-65)是用于煤油钻探两头内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种,车丝管用讨论联合,不车丝管用对焊的办法与东西讨论联合。  
10.GB5312-1999(船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管)是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、汽锅及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管管壁事情温度不超越450℃,合金钢无缝钢管管壁事情温度超越450℃。代表材质为360、410、460钢级等。
11.汽车半轴套管用无缝钢管(GB3088-82)是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素构造钢和合金构造钢热轧无缝钢管。
12.柴油机用高压油管(GB3093-86)是制造柴油机放射体系高压管用的冷拔无缝钢管。
13.液压和睦动缸筒用精细内径无缝钢管(GB8713-88)是制造液压和睦动缸筒用的具有精细内径尺寸的冷拔或冷轧精细无缝钢管。
14.冷拔或冷轧精细无缝钢管(GB3639-83)是用于机器构造、液压设置装备摆设的尺寸精度高和外表光亮度好的冷拔或冷轧精细无缝钢管。选用精细无缝钢管束造机器构造或液压设置装备摆设等,能够大小节约机器加工工时,进步资料应用率,同时有利于进步产物质量。
15.构造用不锈钢无缝钢管(GB/T14975-1994)是普遍用于化工、煤油、轻纺、医疗、食物、机器等产业的耐腐化管道和构造件及零件的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。
16.流体保送用不锈钢无缝钢管(GB/T14976-1994)是用于保送流体的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。
17.异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面外形的无缝钢管的总称。按钢管截面外形尺寸的差别又可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。异型无缝钢管普遍用于种种构造件、东西和机
械零部件。和圆管比拟,异型管普通都有较大的惯性矩和截面模数,有较大的抗弯抗扭才能,能够大大加重构造分量,节省钢材。
8.GB18248-2000(气瓶用无缝钢管)。重要用于制造种种燃气、液压气瓶。其代表材质为37Mn、34Mn2V、35CrMo等。
别的,另有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(冷拔或冷轧精细无缝钢管)、GB/T3094-1986(冷拔无缝钢管异形钢管)、GB/T8713-1988(液压和睦动筒用精细内径无缝钢管)、GB13296-1991(汽锅、热交流器用不锈钢无缝钢管)、GB/T14975-1994(构造用不锈钢无缝钢管)、GB/T14976-1994(流体保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(套管和油管标准)等。
2、制造工艺:
1.热轧(挤压无缝钢管):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→矫直→水压实验(或探伤)→标志→入库
轧制无缝管的质料是圆管坯,圆管胚要颠末切割机的切割加工生长度约为1米的坯料,并经传送带送到熔炉内加热。钢坯被送入熔炉内加热,温度约莫为1200摄氏度。燃料为氢气或乙炔。炉内温度节制是要害性的题目.圆管坯出炉后要颠末压力穿孔机停止穿空。普通较罕见的穿孔机是锥形辊穿孔机,这种穿孔机出产服从高,产物质量好,穿孔扩径量大,可穿多种钢种。穿孔后,圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定径。定径机经过锥形钻头高速扭转入钢胚打孔,构成钢管。钢管内径由定径机钻头的外径长度来肯定。钢管经定径后,进入冷却塔中,经过喷水冷却,钢管经冷却后,就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机(或水压实行)停止外部探伤。若钢管外部有裂纹,气泡等题目,将被探测出。钢管质检后还要经过严厉的手工选择。钢管质检后,用油漆喷上编号、规格、出产批号等。并由吊车吊入堆栈中。
2.冷拔(轧)无缝钢管: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→热处置→矫直→水压实验(探伤)→标志→入库。
冷拔(轧)无缝钢管的轧制办法较热轧(挤压无缝钢管)庞大。它们的出产工艺流程前三步根本雷同。差别之处从第四个步调开端,圆管坯经打空后,要打头,退火。退火后要用特地的酸性液体停止酸洗。酸洗后,涂油。然后紧接着是颠末多道次冷拔(冷轧)再坯管,特地的热处置。热处置后,就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机(或水压实行)停止外部探伤。若钢管外部有裂纹,气泡等题目,将被探测出。钢管质检后还要经过严厉的手工选择。钢管质检后,用油漆喷上编号、规格、出产批号等。并由吊车吊入堆栈中。  

三、焊接钢管
焊接钢管也称焊管,是用钢板或钢带颠末卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管出产工艺简易,出产服从高,种类规格多,设置装备摆设资少,但普通强度低于无缝钢管。20世纪30年月以来,跟着优质带钢连轧出产的疾速开展以及焊接和查验技能的前进,焊缝质量不时进步,焊接钢管的种类规格日益增加,并在越来越多的范畴替代了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的方式分为直缝焊管和螺旋焊管。
直缝焊管出产工艺简易,出产服从高,本钱低,开展较快。螺旋钢管的强度普通比直缝焊管高,能用较窄的坯料出产管径较大的焊管,还能够用异样宽度的坯料出产管径差别的焊管。然则与雷同长度的直缝管比拟,焊缝长度增长30~100%,并且出产速率较低。因而,较小口径的焊管多数应用直缝焊,大口径焊管则大多应用螺旋焊。  
1.高压流体保送用焊接钢管(GB/T3092-1993)也称普通焊管,俗称黑管。是用于保送水、煤气、氛围、油和取暖和蒸汽等普通较高压力流体和其他用处的焊接钢管。钢管接壁厚分为平凡钢管和加厚钢管;接收端方式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)示意,公称口径是内径的类似值。习气上常用英寸示意,如11/2 等。高压流体保送用焊接钢管除间接用于保送流体外,还少量用作高压流体保送用镀锌焊接钢管的原管。
2.高压流体保送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊钢管,俗称白管。是用于保送水、煤气、氛围油及取暖和蒸汽、暖水等普通较高压力流体或其他用处的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为平凡镀锌钢管和加厚镀锌钢管;接收端方式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)示意,公称口径是内径的类似值。习气上常用英寸示意,如11/2 等。
3.平凡碳素钢电线套管(GB3640-88)是产业与民用修建、装置呆板设置装备摆设等电气装置工程顶用于维护电线的钢管。
4.直缝电焊钢管(YB242-63)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。平日分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。
5.承压流体保送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5036-83)因此热轧钢带卷作管坯,每每温螺旋成型,用双面埋弧焊法焊接,用于承压流体保送的螺旋缝钢管。钢管承压才能强,焊接功能好,颠末种种严厉的迷信查验和测试,运用平安牢靠。钢管口径大,保送服从高,并可节省铺设管线的投资。重要用于保送煤油、自然气的管线。
6.承压流体保送用螺旋缝高频焊钢管(SY5038-83)因此热轧钢带卷作管坯,每每温螺旋成型,应用高频搭接焊法焊接的,用于承压流体保送的螺旋缝高频焊钢管。钢管承压才能强,塑性好,便于焊接和加工成型;颠末种种严厉和迷信查验和测试,运用平安牢靠,钢管口径大,保送服从高,并可俭省铺设管线的投资。重要用于铺设保送煤油、自然气等的管线。
7.普通高压流体保送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5037-83)因此热轧钢带卷作管坯,每每温螺旋成型,应用双面主动埋弧焊或单面焊法制成的用于水、煤气、氛围和蒸汽等普通高压流体保送用埋弧焊钢管。
8.普通高压流体保送用螺旋缝高频焊钢管(SY5039-83)因此热轧钢带卷作管坯,每每温螺旋成型,应用高频搭接焊法焊接用于普通高压流体保送用螺旋缝高频焊钢管。
9.桩用螺旋焊缝钢管(SY5040-83)因此热轧钢带卷作管坯,每每温螺旋成型,应用双面埋弧焊接或高频焊接制成的,用于土木修建构造、船埠、桥梁等根底桩用钢管。
四、钢塑复合管、大口径涂敷钢管
钢塑复合管以热浸镀锌钢管作基体,经粉末熔融喷涂技能在内壁(需求时外壁亦可)涂敷塑料而成,功能优良。与镀锌管比拟,具有抗腐化、不生锈、不积垢、润滑流利、干净无毒,运用寿命长等好处。据测试,钢塑复合管的运用寿命为镀锌管的三倍以上。与塑料管比拟,具无机械强度高,耐压、耐热性好等好处。因为基体是钢管,以是不存在脆化、老化题目。可普遍使用于自来水、煤气、化工产物等流体保送及取暖和工程,是镀锌管的晋级换代产物。因为其装置运用办法与传统的镀锌管根本雷同,管件方式也完整雷同,并且能替代铝塑复合管在大口独自来水保送上发扬感化,深受用户欢送,已成为管道市场最具竞争力的新产物之一。
涂敷钢管是在大口径螺旋焊管和高频焊管根底上涂敷塑料而成,最大管口直径达1200mm,可依据差别的需求涂敷聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、环氧树脂(EPOXY)等种种差别功能的塑料涂层,附出力好,抗腐化性强,可耐强酸、强碱及别的化学腐化,无毒、不锈蚀、耐磨、耐打击、耐浸透性强,管道外表润滑,不粘附任何物质,能低落保送时的阻力,进步流量及保送服从,淘汰保送压力丧失。涂层中无溶剂,无可排泄物质,因此不会净化所保送的介质,从而包管流体的纯真度和卫素性,在-40℃到+80℃范畴,可冷热轮回瓜代运用,不老化、不龟裂,因此能够在冰冷地带等苛刻的情况下运用。大口径涂敷钢管普遍使用于自来水、自然气、煤油、化工、医药、通信、电力、陆地等工程范畴。

我国管材及制督工业的开展趋向

我国管材及制督工业正处于疾速开展的大好期间,是向阳产业。在目前的大好情势下,我们必需以市场为导向,既看到近期的需求,更要看到远期,防止自觉性,把资金、技能力气用在 " 刀刃上 " ,决不可以一哄而上。  
我国的管道产业在近十年肯定处于疾速开展的期间,这是由以下三个要素决议的:  
1 、我国百姓经济将会连续坚持疾速开展的势头,这是大陆、外绝大部分经济专家所猜测的;  
2 、在经济疾速开展的历程中,就像一切的兴旺国度一样,我国肯定会阅历一场动力构造的改动,即以煤为主逐渐转向以煤油、自然气为主,然后者均是由管道运输的;  
3 、废品油运输方法的变化。我国晚期废品油简直悉数用火车运输,除军用的 " 格拉 " 管线外,废品油管线简直为零。从平安思索及经济效益的趋动,置信将来十年管道保送将悉数替代火车输送废品油。经济兴旺国度在七十年月已逐渐作废火车输送废品油,在这些国度的油管道中,就长度而言,废品油管道远远超越原油管道。  
在管道的建立投资中,钢管大抵可占到 30-40 %阁下,由此看出在管材和制管行业的投资有大概取得较高的效益。但由另一方面看,因为人们愈来愈深的对 HSE 的关怀,以是对管材和制管的质量请求愈来愈高,亦即对管道用钢管的牢靠性请求越来越高。再者因为在肯定范畴的进步保送压力可俭省投资、低落运输用度,以是保送压力,特别对输气管线有逐步进步的趋向,从而对管材的强度、打击韧性等一系列目标的请求有所进步。别的因为油气田逐步向高寒地域、海上以及高含硫等资本停顿,这些也给管道钢管及管材提出了更高请求。  
由此看出,管材和制管行业机会与应战并存。我国冶金及制管业为我国管道产业的开展已做出了很大的奉献,但要充沛餍足将来的请求还需支付更大的高兴,本文仅就此做进一步论述。  
在我国将来管道产业的开展中,估计自然气管道所用的钢管分量约占油、气管道总钢管用量的 70 %以上,故在以下的阐述中重点侧重在输气管线上。  
一、关于钢级  

管道介质的保送压力有逐步增高的趋向,在输气管线上尤为显着。这是由于在肯定范畴内进步保送压力会增长经济效益,以输气管线为例,在输量稳定的前提下,跟着保送压力的进步气体的密度增长而流速减小,从而使摩阻降落。  
在一条输气管线的站间距内由进站到出战压力逐步降落,而流速逐步增长,随之摩阻也逐步增长,故离进站口 3 / 4 长度耗费生出站压差△ p 的一半,然后 1 / 4 长度耗费另一半。输气管线与输油管线最大的差异是由进站到出站流速是逐步增长的,这是介质的可紧缩性形成的。而油根本上是不行紧缩的,固然保送压力沿管程逐渐降落,但流速是稳定的,摩阻也是前后雷同的。由此看出关于输气管线压力的进步可使摩阻降落,而保送能耗降落。  
还应指出,输气管线的能耗远比输油为大,仅以西气东输管线为例,该管线保送压力 p : 10MPa ,输量为 120 亿 m3 /年,管线长度为 4000KM ,大略按经历估量能耗大抵为 12 亿 m3 /年,而输量的。 1/10 作为沿途的动力耗费掉了。  
因为对低落能耗的关怀,保送压力有逐渐增长的趋向。晚期我国四川省的自然气管线保送压力为 2.5MPa ,当前增长到 4MPa ,陕京线提拔为 6MPa ,西气东输增至 10MPa ,外洋经济兴旺国度近十气输气管线多拔取 12MPa 。  
在输气管线上压比亦有逐步降落的趋向。所谓压比指进站压力与出站压力之比,压比淘汰意味着全线均在较高的压力下运转,如许也可使能耗减小。晚期压力多为 1.6 ,厥后降至 1.4 ,比年外洋有些输气管线取压比为 1.25 。固然,压比减小,紧缩机站数要增长,从而投资会增长。关于管径、压力、压比均需停止优化盘算和比选。  
当输量肯定,经过优化肯定管径、压力、压比当前,如拔取较高压力而钢材强度品级太低,则会形成壁厚过大,这给制管、现场焊接以及运输等诸多关键带来艰难,以至难以完成。出产的需求促进了钢材品级的进步。  
API 于 1926 年公布 APl5L 规范,最后只包罗 A25 、 A 、 B 三种钢级,最小屈从值辨别为 172 、 207 、 251MPa 。  
API 于 1947 年公布 APl5LX 规范,该规范中增长了 X42 , X46 , X52 三种钢级,其最小屈从值辨别为 289 、 317 、 358MPa 。  
1966 年开端,先后公布了 X56 、 X60 、 X65 、 X70 四种钢级,其最小屈从值辨别为 386 、 413 、 448 、 482MPa 。  
1972 年 API 公布 U80 、 U100 规范,其最小屈从值辨别为 551 、 691Mpa ,当前 API 又将 U80 、 U100 改为 X80 、 X100 。  
大略统计,全天下 2000 年曩昔 X70 用量在 40 %阁下, X65 、 X60 均在 30 %阁下彷徨,小口径废品油管线也有相称数目选用 X52 钢级,且多为 ERW 钢管。  
关于 X80 钢级,大陆、外谈论许多,国际上曾对 X80 研制已耗巨额投资的钢铁巨擘更是积极宣传 X80 ,以至 X100 ,但时至本日 X80 只处于 " 实验段阶段,总长仅 400KM 阁下。当前正在建立中的管线尚无应用 X80 钢级的,方案中或正在预备复兴建的管线尚无下定决计应用 X80 者,对此笔者曾与外洋多家管道工程公司 ( 担任管道计划 ) 的技能职员交流过定见,各人见地根本雷同,  
大抵可归结如下:  
1 、 X80 钢级跟着操纵压力的进步及预备事情的美满未来肯定会失掉开展;  
2 、目前大煤油业主不肯意起首选用 X80 大抵出于以下缘由:  
(1) 某一种新钢级 ( 包罗炼钢、轧制、制管 ) 由开端出产至纯熟的出产要有一个分歧格率由高至低的历程,用异样的查验手腕其出厂的分歧格率也会有一个由低至高的历程,起首应用者要承当此危害;  
(2) 在现场焊接历程中,包罗预热温度、层间温度、热入量等对新钢级要有一个探究历程,在此时期分歧格率也有一个由高至低的历程,起首应用者更多地承当此危害;  
(3) 应用 X80 后,现场运用的冷弯机、焊丝、环缝主动焊机、热弯头工艺等大概需求改动,从新置办或研制,从而增长了工程用度;  
(4) 应用 X80 后,异样直径,当操纵压力不敷高的状况下,钢材强度品级的进步意味着厚度的减薄,亦即厚度直径比 (t / D) 的减小,这也就意味着管线刚性的低落。从变乱剖析及危害剖析看,管线的第三方毁坏平日占毁坏缘由的 40 %以上,而管线抵御第三方毁坏才能仅与 t / D 比有关而与强度品级有关。