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无缝钢管工艺流程圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径(或减径)→冷却→矫直→水压试验(或探伤)→标记焊缝余高钢管壁厚不大于 12.5mm 时,焊缝余高不大于 3.0mm;钢管壁厚大于 12.5mm 时,焊缝余高不大于 3.5mm。公称外径不大于 168.3mm 的钢管,应平直或按供需双方协 议规定的弯曲度指标;
公称外径大于 168.3mm 的钢管,弯曲度不大于钢管全长的 0.2%。管端壁厚大于4mm的钢管,管端可加工坡口 30°+5°0°,留根1.6mm±0.8mm,管端斜度小于或等于 5mm。
厚壁管件在实际选用或使用时,首先必须遵循相应法规及规范内的各项规定,特别是输送极度或高度危害流体介质、易燃介质以及高压气体等管道的场合。在这前提下,主要依据用途和使用条件(压力、温度、流体介质)来确定管件的种类。
实际配管工程中使用的管件的结构型式,除了上述介绍的以外,还有其他多种结构形式的管件,用以满足各种不同工况条件、特别是特殊工况的要求。在工程设计或选用时,管件的强度等级越高,性越高,但工程的费用成本也越大,会造成不必要的浪费。
从经济效益上考虑,在满足工程设计要求的同时,尽可能降低成本,却往往容易形成选用的管件总体上出现少量多品种的结果,从而不利于现场施工材料的管理、调控以及设计变更需要的材料代用等。 因此,管件的选用,应综合性和经济性,尽可能减少管件的品种为宜。此外,现场施工的条件、施工的水平,管件的采购周期等因素,也应在管件选用中引起必要的重视。具体情况下,也应考虑采用加强管接头、斜接弯管以及小口径管子的现场弯曲加工等的可能性。同时,对于管件生产厂的生产能力和产品,市场供应情况的了解也很有必要。
国内管件标准不健全、不配套管件标准应包括管件的型式参数标准与管件材料标准。但材料标准中或是规定不全,或是缺乏诸如汀货要求、检验及组批规则、质量证明等方面的质量技术要求。管件材料标准配套性差,往往从各自的立场、角度,而不是从压力管道整个标准体系出发来制订。工程中的选用,管材标准有,但无相应的锻件或铸件标准。现实是管件锻件标准借用压力容器的锻件标准,没有考虑两者的差异,如焊接、拍片检验等规定。管件标准水平千差万别,内容缺乏一致与系统性,以至衔接出现矛盾,造成使用上的不便。
轧制国标钢管的原料是圆管坯,圆管胚要经过切割机的切割加工成长度约为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,温度大约为1200摄氏度。燃料为氢气或乙炔。炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过压力穿孔机进行穿空。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机,这种穿孔机生产效率高,产品质量好,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。定径机通过锥形钻头高速旋转入钢胚打孔,形成钢管。钢管内径由定径机钻头的外径长度来确定。国标钢管经定径后,进入冷却塔中,通过喷水冷却,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(或水压实验)进行内部探伤。若钢管内部有裂纹,气泡等问题,将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后,用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。
流体无缝钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,已广泛用钢管来制造。
管坯准备及检查△→管坯加热→穿孔→轧管→钢管再加热→定(减)径→热处理△→成品管矫直→精整→检验△(无损、理化、台检) →入库
一般情况下,无缝钢管外径用字母D来表示,附加外直径的尺寸和壁厚,例如外径为159的无缝钢管,壁厚为6mm,用D159*6表示。管子的直径可分为外径、内径、公称直径。钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示,在设计图纸中一般采用公称直径来表示,公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准,也称公称通径,是管子(或者管件)的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等,例如:公称直径为100mm的无缝钢管有102*5、108*5等好几种,102为管子的外径,5表示管子的壁厚,因此,该钢管的内径为(108-5*2)=98mm,但是它不完全是等于钢管外径减两倍壁厚之差,也可以说,公称直径是接近于内径,但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称,公称直径采用符号DN表示,如果在设计图纸中采用外径表示,也应该作出管道规格对照表,表明某种管道的公称直径,壁厚,而在设计图纸中要用公称直径,主要是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸。
无缝钢管力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度(σb)
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的能力。
②屈服点(σs)
无缝钢管具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力下降前的应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。
屈服点的计算公式为:
式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:σ=(Lh-Lo)/L0*
式中:Lh--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。
④断面收缩率(ψ)
在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:
式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
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