流體管是專門用于輸送具有流體性質(zhì)介質(zhì)的管材。
具有流體性質(zhì)的介質(zhì)，除了如水、油、溶液等液體介質(zhì)以外，水泥，糧食，煤粉等固體介質(zhì)，在一定條件下也可以流動。
流體管
流體管(3張)
流體管可以用鋼材制造，也可以用銅，鈦等有色金屬制造，甚至可以由塑料等非金屬材料制造。
流體管必須具有中空截面，但也可以是方形，三角形或其它任何形狀，有些裝備受條件限制，就必須采用矩形管，但是絕大多數(shù)還是使用圓管。圓管在所有幾何截面中具有小的周長/面積比，即在使用同樣數(shù)量材料的條件下，可以獲得 的內(nèi)截面。
鋼管由于其成本低廉，強度高，在現(xiàn)代社會流體輸送中得到廣泛應(yīng)用。鋼管按其生產(chǎn)工藝，分為無縫鋼管和焊管兩大類，其中焊管又分為高頻直縫焊管（ERW）螺旋焊管（SSAW）埋弧焊管（UOE）等。過去，流體管傳統(tǒng)上都是使用無縫鋼管，隨著材料科學，成型工藝，機組裝備的發(fā)展進步，焊管得到了極大的發(fā)展。焊管具有比無縫管壁厚均勻性好，精度高，耗能少，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，要求很高的石油天然氣輸送管（API標準），過去幾乎百分之百使用無縫管，今天在美國、日本、歐洲發(fā)達 里，95%以上都已經(jīng)被焊管取代。
分層缺陷結(jié)構(gòu)鋼管
從機理看，一般認為管坯中的非金屬夾雜物會破壞45#結(jié)構(gòu)鋼管的連續(xù)性和致密性，嚴重的夾雜甚至在45#結(jié)構(gòu)鋼管內(nèi)部產(chǎn)生分層現(xiàn)象。另一種認為是氫致裂紋，即由于鋼中氫聚集造成金屬內(nèi)部氣體分壓過高，在圓管坯內(nèi)形成白點，在軋制過程中裂紋發(fā)生擴展，終形成分層缺陷。此外，二輥斜軋穿孔的不均勻變形產(chǎn)生的應(yīng)力超過塑性強度也會造成分層。
在冶煉控制嚴格的情況下，多出現(xiàn)第三種情況，其控制措施為：
1、提高45#結(jié)構(gòu)鋼管的塑韌性
提高鋼水的潔凈度，減少有害夾雜；增加連鑄坯等軸晶比例，減少中心偏析和中心疏松；采用合理的冷卻制度，避免鑄坯內(nèi)部出現(xiàn)內(nèi)裂紋；對下線鑄坯或連軋坯采取緩冷工藝，減少內(nèi)部應(yīng)力，從而保證管坯和成品45#結(jié)構(gòu)鋼管的組織和力學性能滿足技術(shù)標準要求。
2、合理控制加熱溫度
通過測定熱塑性曲線，選擇 的加熱溫度。管坯加熱還要注意有足夠的保溫時間，以降低變形抗力和提高45#結(jié)構(gòu)鋼管塑韌性。
3、降低軋輥轉(zhuǎn)速
軋輥轉(zhuǎn)速是穿孔工藝的關(guān)鍵參數(shù)，軋輥轉(zhuǎn)速由低向高變化過程中，存在一個開始出現(xiàn)分層的臨界軋輥轉(zhuǎn)速。軋輥轉(zhuǎn)速較低時，管坯容易形成孔腔；軋輥轉(zhuǎn)速較高時，管坯和45#結(jié)構(gòu)鋼管容易形成分層缺陷。為了管坯和45#結(jié)構(gòu)鋼管分層缺陷，應(yīng)把軋輥轉(zhuǎn)速降低到開始出現(xiàn)分層的臨界軋輥轉(zhuǎn)速以下。
結(jié)構(gòu)管重量計算公式:[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)
貴州結(jié)構(gòu)鋼管的蒸汽吞吐是普遍采取的提高稠油開發(fā)效果的成熟技術(shù)，其主要設(shè)備是濕蒸汽發(fā)生器。對油田注汽用濕蒸汽發(fā)生器（也稱注汽鍋爐）破損的貴州結(jié)構(gòu)鋼管進行了宏觀檢查、化學成分分析和金相分析，并分析了水垢形成原因，探討了濕蒸汽發(fā)生器爐管在工作條件下的結(jié)垢及腐蝕機理。檢測分析結(jié)果表明，貴州結(jié)構(gòu)鋼管在短時間內(nèi)處于強過熱狀態(tài)是造成貴州結(jié)構(gòu)鋼管損壞的直接原因，結(jié)垢及水質(zhì)的影響是發(fā)生爆管的原因之一。
假設(shè)鍋爐出口蒸汽壓力為14MPa，其對應(yīng)溫度為337℃，根據(jù)鍋爐手冊以及有關(guān)的傳熱手冊，此時爐管外壁溫度TWB1=337+23.94=360.94℃，低于材料允許的使用溫度；當貴州結(jié)構(gòu)鋼管結(jié)垢≥1mm時，外管壁溫度TWB2=337+263.93=600.93℃，較未結(jié)垢時的管壁溫度高出240℃，局部溫度遠遠超出貴州結(jié)構(gòu)鋼管能承受的溫度。此時的鍋爐壓力遠遠超出了管材的許用應(yīng)力，不可避免地將發(fā)生爆管事故。
應(yīng)加強貴州結(jié)構(gòu)鋼管壁厚度的監(jiān)測力度，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)垢和爐管腐蝕等問題，同時積極研究鍋爐動態(tài)報警技術(shù)，有效過熱問題的出現(xiàn)，此外還應(yīng)按照標準嚴格控制鍋爐給水中的氯離子含量。
雖然說每一個試驗機廠家對包頭流體鋼管拉伸都很熟悉，但是真正完全能夠把標準以及標準后面的理由吃透的廠家并不多，當前每一個試驗機廠家在指導(dǎo)用戶完成包頭流體管拉伸試驗的時候一般是從他們自己設(shè)備的能力出發(fā)，以簡單的方式來完成試驗，比如全部以橫梁位移的速度來完成整個試驗過程。包頭流體管拉伸試驗還是有很多細節(jié)問題非常值得我們重視。
首先是拉伸速度的問題。在彈性變形階段，包頭流體管的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗，那么速度太快會導(dǎo)致整個彈性段很快就被沖過去。以彈性模量為200Gpa的普通包頭流體管為例，如果標距為50mm的材料，在彈性段內(nèi)如以10mm/min的速度進行拉伸試驗，那么實際的應(yīng)力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的包頭流體管屈服強度就小于600Mpa，所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服，這個速度顯然太快。所以在彈性段，一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后，載荷增加不大，而變形增加很快，所以為了防止拉伸速度過快，一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228-2002里面建議了，“在彈性范圍和直至上屈服強度，試驗機夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)（材料彈性模量E/（N/mm2）<150000，應(yīng)力速率控制范圍為2—20（N/mm2）·s-1、包頭流體管彈性模量E/（N/mm2）≥150000，應(yīng)力速率控制范圍為6—60（N/mm2）·s-1=。若僅測定下屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s～0.0025/s之間。平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。