碳素钢钢管知识总结胡Word格式文档下载.docx

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这一类钢属于低碳钢，强度、硬度低，塑性、韧性好，焊接性好，所以主要用于制造压力加工件、焊接件、渗碳件等，例如垫片、容器、齿轮。

30--55#钢：

这一类钢属于中碳钢，具有良好的综合力学性能，适合制作受力复杂的工件，例如轴类件、连杆等。

60--85#钢：

这一类钢属于高碳钢，强度、硬度高，弹性好，适合制作小型弹簧和其它对弹性有要求的工件以及对强度、硬度要求较高的轧辊等零件。

常用钢管的种类

一．焊接钢管

目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为连续护焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。

1.电弧焊钢管

电弧焊钢管是采用电弧焊焊接方法生产的钢管，它的特点是焊接接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够完全达到或接近母材的机械性能。

在经过适当的热处理和无损检查之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可以达到无缝钢管的使用条件而取代无缝钢管。

根据焊缝形式的不同，电弧焊钢管可分为直缝焊管和螺旋焊缝管两种。

根据焊接时采取的保护方法的不同，电弧焊钢管又可分为埋弧焊钢管和融化极气体保护焊钢管两种。

螺旋缝焊接钢管是在焊接过程中，焊枪和焊缝处于旋转运动和直线运动结合的相对运动中，其焊缝呈螺旋形。

与直缝钢管相比，其焊缝线度长，而且焊缝的受力为二维拉应力。

故它一般适用于设计温度为0℃～200℃、设计压力不超过1.0MPa的无毒介质管道。

但螺旋焊缝管的生产可以连续作业，生产效率高，材料利用率高，便于大规模生产。

目前常用的钢管标准有SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》等。

SY/T5037标准的规格范围为DN250～DN2500，壁厚从5.0mm～20.0mm共15种规格，材料牌号有Q195、Q215、Q235三种，适用介质为水、煤气、空气、采暖蒸汽等普通流体。

直缝电弧焊钢管常用标准有GB12771-2008《流体输送用不锈钢焊接钢管》、HG50237.1～4《奥氏体不锈钢焊接钢管》等。

其中，GB12771标准的规格范围为DN6～DN560，壁厚从0.3mm～14.0mm共29种规格，材料牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2共12种。

目前，我国尚无适用于石化装置上的碳钢和合金钢直缝电弧焊焊接钢管标准，当设计中用到这类焊接钢管时，设计文件中往往不得不提出许多制造要求，这是很不方便的。

因此，希望国家或行业尽快编制出这样的标准，供设计人员和制造商使用。

（GB13793直缝电焊钢管？

？

）一般情况下，直缝焊接管不宜用于极度或高度危害介质的输送。

2.连续护焊（锻焊）钢管

连续护焊（锻焊）钢管是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用进行加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。

其特点是生产效率高，生产成本低，但焊接接头冶金结合不完全，焊缝质量差，综合机械性能差。

目前护焊管在压力管道中仅用于水和压缩空气系统。

当输送介质为仪表用净化压缩空气时，因为仪表驱动芯子孔径比较小，若有较小的固体杂质进入就会引起操作故障，因此其管道组成件应是螺纹连接而不是焊接。

实际上这点是很难做到的，因为DN≥50的管子及其元件均采用螺纹连接是不合适的。

通常，将仪表用净化压缩空气输送用的干管（一般DN≥50）采用无缝钢管，连接为焊接，而支管（一般DN≤40）则采用镀锌管，且支管从干管的上部引出，这样处理的结果基本上能保证仪表用净化压缩空气的干净度要求。

3.电阻焊钢管

电阻焊钢管是通过电阻焊和电感应焊接方法生产的、带有一条直焊缝的钢管，其特点是生产效率高，自动化程度高，焊接时不需要焊条和焊药，对母材损伤小，焊后的变形和残余应力也较小。

但它的生产设备较复杂，设备投资高，对焊接接头的表面质量要求也比较高。

由于接头处难免有杂质存在，所以接头处的塑性和冲击韧性较低，不宜用于高温高温情况下和重要场合。

一般规定电阻焊钢管应使用在不超过200℃的名情况下。

二.无缝钢管

1．无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。

必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。

目前，无缝钢管（规格为DN15～DN600）是石油化工生产装置中应用最多的管子，生产工艺也比较成熟。

但对于大直径（DN≥250）、大壁厚（大于SCH100）的管子，国内尚缺乏生产能力，因此，这类管子目前尚需要进口。

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→荒管再加热→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

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mmDi：

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×

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：

表示钢管的桡度：

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/T5777-1996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/T7735-2004

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。

GB/T12606-1999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/T1760

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×

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100xGB/T10561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。

1.不锈钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的不锈钢无缝钢管标准有GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。

其中，后三个标准中仅列出两三个不锈钢材料牌号，而且是不常