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无缝钢管

无缝钢管是由一整根圆钢制成，表面无焊缝的钢管，称为无缝钢管。根据生产方法，无缝钢管可分为热轧无缝钢管挤压无缝钢管、顶管等。无缝钢管按截面形状分为圆形和异形两种，异形管为方形、椭圆形、三角形、六角形、瓜子形、星形、各种复杂形状的翅片管。直径为900毫米，最小直径为4毫米。根据不同的用途，有冷轧无缝钢管和冷拔无缝钢管无缝钢管主要用于石油厚壁无缝钢管石油化工用裂解管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管。

分类

沿其横截面周边的无缝钢管。根据生产方法的不同，可以分为热轧管冷轧管、挤压管、等等，都有自己的流程规定。

材质有普通和冷拔管Q215-A～Q275-A和10～顶管低合金钢（09MnV、16Mn等）合金钢、等。

根据用途分为一般用途（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、等）两类。

用途

无缝钢管应用广泛。

1、一般用途的无缝钢管由普通钢管制成碳素结构钢或低合金结构钢轧制，产量，主要用作输送流体的管材或结构件。

2、根据用途不同，分为三类供应：

a、根据化学成分和机械性能供应；

b、按机械性能供应；

c、按合金结构钢供应。按a、由B级供应的钢管，如果用于承受液体压力，也应进行水压试验。

3、特殊用途的无缝管如下水压试验化工电力地质石油等用无缝钢管。

无缝钢管具有中空的横截面，被广泛用作输送流体如石油的管道、天然气、煤气、水管和一些固体材料等。钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯和抗扭强度相同的情况下，重量更轻，是一种经济的截面钢材。

广泛用于制造结构零件和机械零件，如石油钻杆、建筑施工中使用的自行车车架和钢脚手架均采用钢管制作，可提高材料利用率，简化制作工艺，节省材料和加工时间钢管已被广泛用于制造环形零件。

生产工艺

①热轧无缝钢管主要生产工序（△主要检验工序）

管坯准备和检验→管坯加热→穿孔→轧管→钢管再加热→定型（减）直径→热处理→成品管矫直→精整→检验（无损、理化、台检）→入库

②冷轧（拔）无缝钢管的主要生产工艺：

坯料制备→酸洗润滑→冷轧（拔）→热处理→矫直→精整→检验

一般无缝钢管生产技术可分为冷拔和热轧两种冷轧无缝钢管一般来说，生产工艺比热轧复杂管坯应先用三辊轧制，挤压后再进行定径试验如果表面对裂纹没有反应，就要用切割机把管子切割成一米左右长的毛坯。然后进入退火过程在退火过程中，应使用酸液进行酸洗酸洗时，要注意表面是否有大量气泡如果有大量气泡，钢管的质量达不到相应的标准。从外观上看，冷轧无缝钢管比热轧无缝钢管短，冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管小，但表面看起来比热轧无缝钢管好厚壁无缝钢管比较亮，表面不会太粗糙，口径也不会太毛刺。

热轧无缝钢管的交货状态一般是热轧，热处理后交货。热轧无缝钢管经过质检后，要经过工作人员的严格挑选，质检后表面要涂油，后面还要经过多次冷拉实验热轧后要进行穿孔实验，穿孔过大要进行矫直矫正。矫直后由输送装置输送到探伤仪进行探伤实验，***贴上标签、做好规格，入库。

圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连续轧制或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验或探伤）→打标→入库无缝钢管由钢锭或实心管坯经穿孔后热轧而成、冷轧或冷拨制成。无缝钢管规格外径*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达6mm，壁厚可达0.25mm，薄壁管外径可达5mm，壁厚小于0.25mm，冷轧的尺寸精度高于热轧。

一般来说，无缝钢管是由10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、由40MnB合金钢经热轧或冷轧制成。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、由中碳钢如40Cr制成的无缝管用于制造机械零件，如汽车、拖拉机机械零件。无缝钢管一般用于***强度和压扁试验。以热轧钢管或者在热处理状态下交付；冷轧在热处理状态下交付。

热轧，顾名思义，轧件温度高，所以变形抗力小，可以实现大变形。以钢板轧制为例，连铸坯厚度一般在230mm左右，经过粗轧和精轧，最终厚度为1~20mm。同时由于钢板宽厚比小，尺寸精度要求相对较低，不易出现形状问题，主要控制凸度。如果对组织有要求，一般通过控制轧制和冷却来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度.圆管坯→加热→穿孔→镦头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→毛坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库。

力学性能指标

钢的机械性能是***钢的最终性能（机械性能）这取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准根据不同的要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、0x9B9C]或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指数，以及用户要求高、低温性能等。

①抗拉强度（σb）

拉伸过程中样品断裂时承受的力（Fb），除以样品的原始横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）它代表了金属材料在张力下抵抗损伤的能力。

②屈服点（σs）

对于有屈服现象的金属材料，拉伸过程中试样受力不增加（保持恒定）能继续伸长时的应力称为屈服点。如果力下降，就要区分、下屈服点。屈服点的单位是n/mm2（MPa）

上屈服点（σsu）样品屈服前的应力，力***次下降；下屈服点（σsl）不考虑初始瞬时效应时屈服阶段的最小应力。

计算屈服点的公式为：

式中：Fs-试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So-样品的原始横截面积，mm2。

③屈服强度σ）

在断后伸长率在中，试样断裂后标距增加的长度与原始标距的***比称为伸长率。用σ表示，单位为%计算公式为：σ=（Lh-Lo）L0****

式中：Lh-拉伸断裂后试样的标距长度，mm；L0-样品的原始标距长度，mm。

④拉伸试验ψ）

在拉伸试验中，拉伸断裂后试样直径减小处的横截面积减小量占原始横截面积的***比称为横截面收缩率。用ψ表示，单位为%计算公式如下：

式中：S0-样品的原始横截面积，mm2；S1-拉伸断裂后收缩位置试样的最小横截面积，mm2。

⑤硬度指标

金属材料抵抗硬物凹陷的能力称为硬度。根据测试方法和应用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于断面收缩率布氏硬度是常用的、洛氏、维氏硬度三种。

A、布氏硬度（HB）

使用一定直径的钢球或管材，使用***的测试力（F）压入模型表面，在规定的保持时间后移除测试力，并测量样品表面的压痕直径（L）布氏硬度值是通过将试验力除以压痕球表面积获得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2（MPa）

其计算公式为：

式中：F-压入金属样品表面的试验力，n；D-测试钢球的直径，mm；d-压痕的平均直径，mm。

测量布氏硬度准确可靠，但HBS一般只适用于450N/mm2（MPa）以下金属材料，为较硬或较薄的钢硬质合金球不适用。布氏硬度是钢管标准中应用***的，这种材料的硬度常以压痕直径D来表示，直观方便。

举例：120HBS10/1000/30：用直径为10mm的钢球表示1000Kgf（9.807KN）在试验力的作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度为120牛顿牛顿/mm2（MPa）

产生原因：

①由于管坯的表面缺陷或内部缺陷。

②生产过程中，如轧制工艺参数设计不正确模具表面不光滑润滑条件差孔型设计和调整不合理等。

③管坯（钢管）在加热轧制热处理和矫直过程中，如果由于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过大而产生过大的残余应力，也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、0x9B9C]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显微组织和纯净度以及钢管的热处理方法。

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。

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的最重要因素之一，也是制定钢管轧制和热处理工艺参数的主要依据。

a.合金元素：有意加入，根据目的

b.残余元素：炼钢被引进并得到适当的控制

c.有害元素：严格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），气体（N、H、O）

外部精炼或电渣重熔：提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度，降低管坯中化学成分的含量非金属夹杂物并改善其分配格局。

②钢管的几何尺寸精度和形状

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×***D：或最小外径mm

Di：名义外径mm

b.钢管壁厚精度：与管坯加热质量各变形工序的工艺设计参数和调整参数刀具质量和润滑质量有关

壁厚允许偏差：ρ=（S-Si）Si×***S：横截面的或最小壁厚

Si：名义壁厚mm

C．钢管椭圆度：表示钢管的不圆度。

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：表示钢管端面和钢管横截面之间的倾斜度

g.钢管端面坡口和钝边的角度

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。