把鋼管外徑和壁厚之比小于20的鋼管稱為厚壁鋼管。
主要用做石油地質鉆探管、石油化工用的裂化管、鍋爐管、軸承管以及汽車、拖拉機、航空用高精度結構管等。
無縫鋼管的制造工藝
1.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(jīng)過切割機的切割加工成長度約為1米的坯料,并經(jīng)傳送帶送到熔爐內(nèi)加熱。鋼坯被送入熔爐內(nèi)加熱,溫度大約為1200℃。燃料為氫氣或乙炔。爐內(nèi)溫度控制是關鍵性的問題.圓管坯出爐后要經(jīng)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(chǎn)效率高,產(chǎn)品質量好,穿孔擴徑量大,可穿多種鋼種。穿孔后,圓管坯就先后被三輥斜軋、連軋或擠壓。擠壓后要脫管定徑。定徑機通過錐形鉆頭高速旋轉入鋼胚打孔,形成鋼管。鋼管內(nèi)徑由定徑機鉆頭的外徑長度來確定。鋼管經(jīng)定徑后,進入冷卻塔中,通過噴水冷卻,鋼管經(jīng)冷卻后,就要被矯直。鋼管經(jīng)矯直后由傳送帶送至金屬探傷機(或水壓實驗)進行內(nèi)部探傷。若鋼管內(nèi)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(guī)格、生產(chǎn)批號等。并由吊車吊入倉庫中。
2.冷拔(軋)無縫鋼管:圓管坯→加熱→穿孔→打頭→退火→酸洗→涂油(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。
無縫管生產(chǎn)分類——熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管
1.結構用無縫鋼管(GB/T8162-1999)是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。
2.流體輸送用無縫鋼管(GB/T8163-1999)是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫鋼管。
3.低中壓鍋爐用無縫鋼管(GB3087-1999)是用于制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(yōu)質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫鋼管。
4.高壓鍋爐用無縫鋼管(GB5310-1995)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。
5.化肥設備用高壓無縫鋼管(GB6479-2000)是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優(yōu)質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。
6.石油裂化用無縫鋼管(GB9948-88)是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和管道無縫鋼管。
7.地質鉆探用鋼管(YB235-70)是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管,按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。
8.金剛石巖芯鉆探用無縫鋼管(GB3423-82)是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無縫鋼管。
9.石油鉆探管(YB528-65)是用于石油鉆探兩端內(nèi)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(lián)結,不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯(lián)結。
10.船舶用碳鋼無縫鋼管(GB5213-85)是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ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℃。
11.汽車半軸套管用無縫鋼管(GB3088-82)是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優(yōu)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)是制造柴油機噴射系統(tǒng)高壓管用的冷拔無縫鋼管。
13.液壓和氣動缸筒用精密內(nèi)徑無縫鋼管(GB8713-88)是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內(nèi)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)是用于機械結構、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。選用精密無縫鋼管制造機械結構或液壓設備等,可以大大節(jié)約機械加工工時,提高材料利用率,同時有利于提高產(chǎn)品質量。
15.結構用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14975-1994)是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫(yī)療、食品、機械等工業(yè)的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。
16.流體輸送用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14976-1994)是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋(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)。異型無縫鋼管廣泛用于各種結構件、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(shù),有較大的抗彎抗扭能力,可以大大減輕結構重量,節(jié)約鋼材。
一般用無縫鋼管是用10、20、30、35、45等優(yōu)質碳結鋼16Mn、5MnV等低合金結構鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件,如汽車、拖拉機的受力零件!∫话阌脽o縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨;冷軋以熱以熱處理狀態(tài)交貨。低中壓鍋爐用無縫鋼管:用于制造各種低中壓鍋爐、過熱蒸汽管、沸水管、水冷壁管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管等。
用優(yōu)質碳素結構鋼熱軋或冷軋(撥)無縫鋼管。主要用10、20號鋼制造,除保證化學成分和機械性能外要做水壓試驗,卷邊、擴口、壓扁等試驗。熱軋以熱軋狀態(tài)交貨、冷軋(撥)以熱處理狀態(tài)交貨。
18.GB18248-2000(氣瓶用無縫鋼管)主要用于制作各種燃氣、液壓氣瓶。其代表材質為37Mn、34Mn2V、35CrMo等.
無縫鋼管計算公式及舉例說明:(kg/m) W= 0.02466 ×S (D – S) D= 外徑S= 壁厚
外徑為60 mm 壁厚4mm 的無縫鋼管,求每m 重量。每m 重量= 0.02466 ×4 ×(60 –4 )=5.52kg 9.石油鉆探管(YB528-65)是用于石油鉆探兩端內(nèi)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(lián)結,不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯(lián)結。
GB3088-82)是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管
10.船舶用碳鋼無縫鋼管(GB5213-85)是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ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℃。
11.汽車半軸套管用無縫鋼管(GB3088-82)是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優(yōu)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(GB3093-2002)是制造柴油機噴射系統(tǒng)高壓管用的冷拔無縫鋼管。
13.液壓和氣動缸筒用精密內(nèi)徑無縫鋼管(GB8713-88)是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內(nèi)徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。
厚壁鋼管和薄壁鋼管的最大區(qū)別在于鋼管壁的厚度,一般說來,薄壁鋼管都是冷拔技術,而厚壁鋼管一般使用熱拔技術,如果是用度量單位來區(qū)分的話,那么,一般認為,壁厚/管徑等于0.02是厚壁鋼管和薄壁鋼管的分水嶺,壁厚/管徑小于0.02的是薄壁鋼管,大于的是厚壁鋼管,在用途上來說,薄壁鋼管多用于管道上。而厚壁鋼管多應用于空心零件的壞料。承壓以及重要管道上使用。
厚壁鋼管在工程中規(guī)定和應用
一、厚壁管件實選用和使用的相應法規(guī)及各項規(guī)定
厚壁管件在實際選用或使用時,首先必須遵循相應法規(guī)及規(guī)范內(nèi)的各項規(guī)定,特別是輸送極度或高度危害流體介質、易燃介質以及高壓氣體等管道的場合。在這前提下,主要依據(jù)用途和使用條件(壓力、溫度、流體介質)來確定管件的種類。下面主要列出了相關的法規(guī)/規(guī)范,僅供參考。
1)特種設備安全監(jiān)察法;
2)特種設備安全檢查條例列;
3)壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定;
4)特種設備質量監(jiān)督與安全監(jiān)察規(guī)定;
5)特種設備設計/制造/安裝監(jiān)督管理規(guī)定(擬訂);
6)壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程(擬訂);
7)工業(yè)金屬管道安全技術規(guī)范(擬訂);
二、管件強度等級的確定
1)以公稱壓力表示其等級或規(guī)定壓力一溫度額定值的管件,應按標準規(guī)定的壓力一溫度額定值作為其使用基準,如GB/T 17185;
2)標準中僅規(guī)定了與其相連直管的公稱厚度的管件,按標準規(guī)定的基準管子等級確定其適用壓力一溫度額定值,如GB14383~GB14626。
3)標準中僅規(guī)定外形尺寸的管件,如GB12459、GB 13401,應通過驗證性試驗來確定其承壓強度。
4)其他,應按有關規(guī)定進行壓力設計或解析分析等方法來確定其使用基準。此外,管件強度等級的確定,還應不低于整個管道系統(tǒng)在操作中可能遇到的最嚴酷工況下的壓力。
三、安全性與經(jīng)濟性
實際配管工程中使用的管件的結構型式,除了上述介紹的以外,還有其他多種結構形式的管件,用以滿足各種不同工況條件、特別是特殊工況的要求。在工程設計或選用時,管件的強度等級越高,安全性越高,但工程的費用成本也越大,會造成不必要的浪費。
從經(jīng)濟效益上考慮,在滿足工程設計要求的同時,盡可能降低成本,卻往往容易形成選用的管件總體上出現(xiàn)少量多品種的結果,從而不利于現(xiàn)場施工材料的管理、調控以及設計變更需要的材料代用等。 因此,管件的選用,應綜合安全性和經(jīng)濟性,盡可能減少管件的品種為宜。此外,現(xiàn)場施工的條件、施工的水平,管件的采購周期等因素,也應在管件選用中引起必要的重視。具體情況下,也應考慮采用加強管接頭、斜接彎管以及小口徑管子的現(xiàn)場彎曲加工等的可能性。
同時,對于管件生產(chǎn)廠的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品,市場供應情況的了解也很有必要。
四、管件選用標準中存在的問題
1)國內(nèi)管件標準不健全、不配套管件標準應包括管件的型式參數(shù)標準與管件材料標準。但材料標準中或是規(guī)定不全,或是缺乏諸如汀貨要求、檢驗及組批規(guī)則、質量證明等方面的質量技術要求。管件材料標準配套性差,往往從各自的立場、角度,而不是從壓力管道整個標準體系出發(fā)來制訂。工程中的選用,管材標準有,但無相應的鍛件或鑄件標準。現(xiàn)實是管件鍛件標準借用壓力容器的鍛件標準,沒有考慮兩者的差異,如焊接、拍片檢驗等規(guī)定。
2)管件標準水平千差萬別,內(nèi)容缺乏一致與系統(tǒng)性,以至銜接出現(xiàn)矛盾,造成使用上的不便。
3)無管件的型式試驗標準,僅GB12459、GB13401標準中規(guī)定了鋼制對焊無縫管件和鋼板制對焊管件的爆破試驗的壓力計算,其他保證管件制造質量的型式試驗標準或執(zhí)行標準沒有。
無縫管重量公式:[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)
厚壁鋼管尺寸及允許偏差
偏差等級 |
標準化外徑允許偏差 |
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 |
|