无缝钢管基础知识

1、。无缝钢管基础知识无缝钢管的制造工艺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 水压试验（或探伤） 标记 入库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 热处理 矫直 水压试验（探伤） 标记 入库无缝管工艺流程卫生级镜面管工艺流程：管坯 检验 剥皮 检验 加热 穿孔 酸洗 修磨 润滑风干 焊头 冷拔 固溶处理酸洗 酸洗钝化 检验 冷轧 去油 切头 风干 内抛光 外抛光 检验 标识 成品包装工业管工艺流程管坯 检验 剥皮 检验 加热 穿孔 酸洗 修蘑 润滑风干 焊头 冷拔 固溶

2、处理酸洗 酸洗钝化 检验无缝管加工流程开卷 平整 端部剪切及焊接 活套 成形 焊接 内外焊珠去除 预校正 感应热处理定径及校直 涡流检测 切断 水压检查 酸洗 最终检查 包装三、无缝钢管标准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，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，如滚动轴承套圈、千斤顶套等

3、，目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。 钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，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。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。1.结构用无缝钢管（GB/T8162-2008）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。2.流体输送用无缝钢管（GB/T8163-2008）是用于输送水、

4、油、气等流体的一般无缝钢管。3.低中压锅炉用无缝钢管（ GB3087-2008 ）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、 大烟管、 小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。4.高压锅炉用无缝钢管（ GB5310-2008 ）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。5.化肥设备用高压无缝钢管（ GB6479-2013 ）是适用于工作温度为 -40400 、工作压力为1030Ma 的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。6.石油裂化用无缝钢管（GB9948-2013）是适用于石油精炼厂的炉管、

5、热交换器和管道无缝钢管。7.地质钻探用钢管（YB235-70 ）是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管，按用途可分为钻杆、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-可编辑修改 -。管的无缝钢管。9.石油钻探管（ YB528-65 ）是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种，车丝管用接头联结，不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。10. 船舶用碳钢无缝钢管（GB/T5213-2009）是制造船舶I 级耐压管系、 级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管管壁工作温度不超过450 ，合

6、金钢无缝钢管管壁工作温度超过450 。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结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。12. 柴油机用高压油管（ GB3093-2002 ）是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝钢管。13. 液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管（ GB8713-88 ）是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝钢管。14. 冷拔或冷轧精密无缝钢管（ GB3639-2000 ）是用于机械结构、 液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等，可以大大节约机械加

7、工工时，提高材料利用率，同时有利于提高产品质量。15. 结构用不锈钢无缝钢管（ GB/T14975-2002 ）是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧（挤、 扩）和冷拔（轧）无缝钢管。16. 流体输送用不锈钢无缝钢管（GB/T14976-2002）是用于输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形状的无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同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）。异型无缝钢管广泛用

8、于各种结构件、 工具和机械零部件。和圆管相比， 异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。五、无缝钢管重量计算的公式（ 1）：钢的密度为7.85kg/dm3，钢管每米重量的计算公式为：W(kg/m)=0.02466*壁厚 *（外径 - 壁厚）（ 2）：不锈钢管每米重量的计算公式：W （ kg/m ） =0.02491*壁厚 *（外径 壁厚）（ 3） :冷拔无缝矩形钢管的计算方式：W （ kg/m ） = 边长 *4* 厚度 *0.00785对钢材性能产生影响的元素（ 1）碳；含碳量越高，刚的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差（ 2）硫；是钢

9、中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫作热脆性(3 ）磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆性在优质钢中，硫和磷要严格控制但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性是有利的（ 4）锰；能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能按国内标准生产的无缝钢管品种、国内常用牌号（钢级) 及相应品种的常用国外标准品种 标准常用牌号常用国外标准品种：结构用无缝钢管-可编辑修改 -So ）所得Fb ），出以试样原横截面积（。标准： G

10、B/T8162-2008 常用牌号： 10 、20 、35 、45 、40Mn2 、45Mn2 、27SiMn 、 20Cr 、40Cr 、 20CrMo 、35CrMo 、 38CrMoA1 、 50CrV 、30CrMnSi ASTM A500-98相近似国外标准：ASTM A501-98 ASTN A519-98 JIS G3441-1994品种：输送流体用无缝钢管标准： GB/T8163-2008常用牌号： 10# 、20# 、 Q295 、 Q345近似国外标准：ASTM A53-98 ASTM A192 ASME S192 JIS G3452-1998 FISG3454-1998

11、DIN 1629-1984品种：油井用油管、接箍料管管线钢管标准： API SPEC 5CT 、 API SPEC 5L ，常用牌号： J55 、N80 、A 、 B、 X42 品种：高压锅炉用无缝钢管标准： GB5310-2008，常用牌号： 20G 、 20MnG 、 25MnG 、 15MoG 、 20MoG 、12Cr1MoVG、 15CrMoVG、 12Cr2MoG、 12Cr2MoWVTiB、 12Cr3MoVSiTiB、近似国外标准：ASTM A106-96a、 ATSM A213-95a、 JIS G3461-1988、 JISG3462-1998 DIN 17175-1979

12、、BS3059 ： Part 2 ： 1990品种：低中压锅炉用无缝钢管标准： GB3087-2008常用牌号： 10# 、 20 #近似国外标准：ASTM A179, ASTM A192、 ASTM SA179,SA192, BS3059品种：化肥设备用高压无缝钢管标准：GB6479-2013常用牌号： 10# 、20G 、Q345 、Q390 、10MoVNb、12CrMo 、 15CrMo 、 12Cr2Mo近似国外标准：ISO 9329-2-1997ASTM A161-94品种：石油裂化用无缝钢管标准：GB9948-2013常用牌号： 10# 、 20# 、12CrMo、 15CrMo

13、、 1Cr2Mo 、 1Cr5Mo、近似国外标准：JIS G3441-1988品种：船舶用碳钢、碳锰钢无缝钢管标准： GB/T5312-2009常用牌号： Q320 、 Q360 、 Q410 、 Q460 、 Q490近似国外标准：DIN 2391-1994品种：冷拔精密无缝钢管标准： GB/T3639-83 GB/T8713-88常用牌号： 10# 、 20# 、35# 、 45# 、 20CrMo钢管的力学性钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（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）

14、以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。 抗拉强度（ b ）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（-可编辑修改 -。的应力（ ），称为抗拉强度（ b ），单位为N/mm2（ MPa ）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：式中： Fb- 试样拉断时所承受的最大力，N （牛顿）； So- 试样原始横截面积，mm2 。 屈服点（ s）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（ su ）：试样发生屈服而力首次下降前的最大

15、应力；下屈服点（ sl ）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。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 。 断后伸长率（ ）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 表示，单位为%。计算公式为：式中： L1- 试样拉断后的标距长度，mm ； L0- 试样原始标距长度，mm 。 断面收缩率（ ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以 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

16、样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2 。 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、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种A、布氏硬度（HB ）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（ L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS （钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。B、洛氏硬度（HK ）洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是， 它是测量压痕的深度。即，在

17、初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR 表示，所用标尺有A 、 B、C、D 、E、 F、G、H 、K 等9 个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A 、 B、 C，即 HRA 、 HRB 、HRC 。钢管外形尺寸术语公称尺寸和实际尺寸A、公称尺寸：是标准中规定的名义尺寸，是用户和生产企业希望得到的理想尺寸，也是合同中注明的订货尺寸。B、实际尺寸：是生产过程中所得到的实际尺寸，该尺寸往往大于或小于公称尺寸。这种大于或小于公称尺寸的现象称为偏差

18、。偏差和公差A、偏差：在生产过程中，由于实际尺寸难于达到公称尺寸要求，即往往大于或小于公称尺寸，所以标准中规定了实际尺寸与公称尺寸之间允许有一差值。 差值为正值的叫正偏差，差值为负值的叫负偏差。-可编辑修改 -。B、公差：标准中规定的正、负偏差值绝对值之和叫做公差，亦叫 公差带 。偏差是有方向性的，即以 正 或 负 表示；公差是没有方向性的，因此，把偏差值称为 正公差 或 负公差 的叫法是错误的。交货长度交货长度又称用户要求长度或合同长度。标准中对交货长度有以下几种规定：A、通常长度（又称非定尺长度） ：凡长度在标准规定的长度范围内而且无固定长度要求的，均称为通常长度。 例如结构管标准规定：

19、热轧（挤压、扩）钢管 3000mm 12000mm ；冷拔（轧）钢管 2000mmm 10500mm 。B、定尺长度：定尺长度应在通常长度范围内，是合同中要求的某一固定长度尺寸。但实际操作中都切出绝对定尺长度是不大可能的， 因此标准中对定尺长度规定了允许的正偏差值。以结构管标准为：生产定尺长度管比通常长度管的成材率下降幅度较大，生产企业提出加价要求是合理的。加价幅度各企业不尽一致，一般为基价基础上加价10% 左右。C、倍尺长度：倍尺长度应在通常长度范围内，合同中应注明单倍尺长度及构成总长度的倍数（例如 3000mm 3 ，即 3000mm的 3 倍数，总长为9000mm）。实际操作中，应在总长

20、度的基础上加上允许正偏差20mm ，再加上每个单倍尺长度应留切口余量。以结构管为例，规定留切口余量：外径159mm为5 10mm ；外径 159mm为10 15mm 。若标准中无倍尺长度偏差及切割余量规定时，应由供需双方协商并在合同中注明。倍长尺度同定尺长度一样，会给生产企业带来成材率大幅度降低，因此生产企业提出加价是合理的，其加价幅度同定尺长度加价幅度基本相同。D、范围长度：范围长度在通常长度范围内，当用户要求其中某一固定范围长度时，需在合同中注明。例如：通常长度为3000 12000mm，而范围定尺长度为6000 8000mm或 8000 10000mm 。可见，范围长度比定尺和倍尺长度要

21、求宽松，但比通常长度加严很多，也会给生产企业带来成材率的降低。因此生产企业提出加价是有道理的，其加价幅度一般在基价上加价4%左右。壁厚不均钢管壁厚不可能各处相同，在其横截面及纵向管体上客观存在壁厚不等现象，即壁厚不均。为了控制这种不均匀性，在有的钢管标准中规定了壁厚不均的允许指标，一般规定不超过壁厚公差的 80% （经供需双方协商后执行）。椭圆度在圆形钢管的横截面上存在着外径不等的现象，即存在着不一定互相垂直的最大外径和最小外径，则最大外径与最小外径之差即为椭圆度（或不圆度）。为了控制椭圆度，有的钢管标准中规定了椭圆度的允许指标，一般规定为不超过外径公差的80% （经供需双方协商后执行）。弯曲

22、度钢管在长度方向上呈曲线状， 用数字表示出其曲线度即叫弯曲度。 标准中规定的弯曲度一般分为如下两种：A、局部弯曲度：用一米长直尺靠量在钢管的最大弯曲处，测其弦高（mm ），即为局部弯曲度数值，其单位为 mm/m ，表示方法如 2.5mm/m 。此种方法也适用于管端部弯曲度。B、全长总弯曲度：用一根细绳，从管的两端拉紧，测量钢管弯曲处最大弦高（mm ），-可编辑修改 -。然后换算成长度（以米计）的百分数，即为钢管长度方向的全长弯曲度。例如：钢管长度为8m ，测得最大弦高30mm, 则该管全长弯曲度应为：0.03 8m 100%=0.375%尺寸超差尺寸超差或叫尺寸超出标准的允许偏差。此处的 尺寸

23、 主要指钢管的外径和壁厚。通常有人把尺寸超差习惯叫 公差出格 ，这种把偏差和公差等同起来的叫法是不严密的，应叫偏差出格 。此处的偏差可能是 正 的，也可能是 负 的，很少在同一批钢管中出现 正、负 通用术语 交货状态是指交货产品的最终塑性变形或最终热处理的状态。 一般不经过热处理交货的称热轧或冷拔（轧） 状态或制造状态；经过热处理交货的称热处理状态，或根据热处理的类别称正火（常化）、调质、固溶、退火状态。订货时，交货状态需在合同中注明。 按实际重量交货或按理论重量交货实际重量 - 交货时，其产品重量是按称重（过磅）重量交货；理论重量 - 交货时，其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。 其计

24、算公式如下 （要求按理论重量交货者，需在合同中注明） ：钢管每米的理论重量（钢的密度为7.85kg/dm3）计算公式：W=0.02466（ D-S ） S式中： W- 钢管每米理论重量，kg/m ； D- 钢管的公称外径，mm ； S- 钢管的公称壁厚， mm 。 保证条件按现行标准的规定项目进行检验并保证符合标准的规定，称做保证条件。 保证条件又分为：A、基本保证条件（又称必保条件） 。无论客户是否在合同中注明。均需按标准规定进行该项检验，并保证检验结果符合标准规定。如化学成分、力学性能、尺寸偏差、 表面质量以及探伤、 水压实验或压扁或扩口等工艺性能实验，均属必保条件。B、协议保证条件：标准

25、中除基本保证条件外，尚有 根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注 ?quot; 或 当需方要求 时，应在合同中注明 ；还有的客户，对标准中基本保证条件提出加严要求（如成分、力学性能、尺寸偏差等）或增检验项目（如钢管椭圆度、壁厚不均等）。上述条款及要求，在订货时，由供需双方协商，签署供货技术协议并在合同中注明。因此，这些条件又称为协议保证条件。有协议保证条件的产品，一般均要加价的。 批标准中的 批 是指一个检验单位，即检验批。若以交货单位组批，称交货批。当交货批量大时，一个交货批可包括几个检验批；当交货批量少时，一个检验批可分为几个交货批。 批 的组成通常有下列规定（详见有关标准） ：A、每

26、批应由同一牌号（钢级）、同一炉（罐）号或同一母炉号、同一规格和同一热处理制度（炉次）的钢管组成。B、对于优质碳素钢结构管、流体管，可以不同炉（罐）的同一牌号、同一规格和同一热处理制度（炉次）的钢管组成。C、焊接钢管每批应由同一牌号（钢级）、同一规格的钢管组成。 优质钢和高级优质钢-可编辑修改 -。在 GB/T699-1999和 GB/T3077-1999标准中，其牌号后面带有A 字者，为高级优质钢，反之为一般优质钢。高级优质钢在下列的部分或全部优于优质钢：A、缩小成分含量范围；B、减少有害元素（如硫、磷、铜）含量；C、保证较高纯净度（要求非金属夹杂物含量少）；D、保证较高力学性能和工艺性能。

27、纵向和横向标准中称纵向是指与加工方向平行（即顺加工方向）者；横向是指与加工方向垂直（加工方向即钢管轴向） 。做冲击功实验时，纵向试样的断口因与加工方向垂直。故称横向断口； 横向试样的断口因与加工方向平行，故称纵向断口。钢管的化学分析术语钢的化学成分是关系钢材质量和最终使用性能的重要因素之一，也是编制钢材， 乃至最终产品热处理制度的主要依据。因此，在钢材标准的技术要求部分，往往第一项就规定了钢材适用的牌号（钢级）及其化学成分，并以表格形式列入标准中，是生产企业和客户验收钢及钢材化学成分的重要依据。 钢的熔炼成分一般标准中规定的化学成分即指熔炼成分。它是指钢冶炼完毕、浇注中期的化学成分。为使其具有

28、一定代表性，即代表该炉或罐的平均成分，在取样标准方法中规定，将钢水在样模内铸成小锭，在其上刨取或钻取样屑，按规定的标准方法（ GB/T223 ）进行分析，其结果必须符合标准化学成分范围，也是客户验收的依据。 成品成分成品成分又叫验证分析成分，是从成品钢材上按规定方法（GB/T222 ）钻取或刨取样屑，并按规定的标准方法（GB/T223 ）进行分析得来的化学成分。钢在结晶和以后塑性变形中，因钢中合金元素分布的不均匀（偏析），因此允许成品成分与标准成分范围（熔炼成分）之间存在有偏差，其偏差值应符合GB/T222 之规定。钢材的成品成分主要是供使用部门或质量检验部门验收钢材质量使用的，生产企业一般不

29、做成品分析（用户要求者除外），但应保证成品分析符合标准规定。 仲裁分析由于两个实验室分析同一样品的结果有显著差别并超出两个实验室的允许分析误差，或者生产企业与使用部门、需方与供方对同一样品或同一批钢材的成品分析有分歧意见时，可由第三方具有丰富分析经验的权威单位（如中国钢铁研究总院或具有商检资格的检验部门）进行再分析，即称之谓仲裁分析。仲裁分析结果即为最终判定依据。无缝钢管尺寸及允许偏差偏差等级标准化外径允许偏差D1 1.5%，最小 0.75 mmD2 1.0%。最小 0.50 mm-可编辑修改 -。D3 0.75%最小 0.30 mmD4 0.50%。最小 0.10 mm热轧无缝钢管热轧无缝钢

30、管： 热轧是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。优点 :可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实， 力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。缺点 :1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多；2.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力， 各种截面的热轧型钢都有这类残余应力， 一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。 残余应力虽然是自相平衡的， 但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。3.热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于开始的时