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鋼管分為 無縫鋼管和焊接鋼管。無縫鋼管生 產過程是將實心管坯或鋼錠穿成空 心的毛管,然后再將其軋制成所要 求尺寸的鋼管。采用的穿孔和軋管 方法不同,就構成了生產無縫鋼管 的不同方法。焊接鋼管生產過程是 將管坯(鋼板或帶鋼)彎曲成管狀, 再把縫隙焊接起來成為鋼管。因采 用的成型和焊接方法不同,就構成了生產焊接鋼管的不同方法。
無縫鋼管主要用熱軋法生產。 擠壓法主要用于生產難穿孔的低塑 性高合金鋼管或異型鋼管和復合金 屬管。冷軋和冷拔法可將熱軋管繼 續加工成小直徑和薄壁的鋼管。焊接鋼管工藝過程簡單、生產 效率高、成本低、產品品種日益擴 大。無縫鋼管和焊接鋼管主要生產 方法見表1、2。
表1 無縫鋼管和焊接鋼管生產方法
生產方法 基 本 工 序
穿 孔 軋管
在自動軋管機組上
軋制
圓管坯在二輥式穿孔機
上穿孔
在帶回送輥的二輥式軋
管機上帶短頂頭軋制
在周期軋管機組上
軋制
圓鋼錠或管坯在二輥式
穿孔機上穿孔;
方形或多角形鋼錠在水
壓機上穿孔
在帶變斷面孔型的周期
軋管機上帶長芯棒軋制
在連續式軋管機組
上軋制
圓管坯在三輥或二輥式
穿孔機上穿孔;
連鑄方坯或方鋼錠在二
輥式壓力穿孔機上穿孔
在7~9架連軋管機上長
芯棒軋制;
附帶張力減徑機
在三輥軋管機組上
軋制
圓管坯在二輥式穿孔機
上穿孔;
連鑄坯在三輥式穿孔機
上穿孔
在三輥式斜軋機上帶長
芯棒軋制
在延伸軋管機組上
軋制
在二輥式穿孔機上穿孔 在帶圓盤形拉力導輥的
二輥斜軋機上帶長芯棒
軋制
在行星式軋管機組
上軋制
采用鑄造空心管坯 在行星式軋管機上軋制
表2
生產方法 基 本 工 序
穿 孔 軋管
頂管法 在水壓機上沖成杯形毛
在頂管機上頂制
擠壓法 管坯加熱后在擠壓機上
擠壓成型
可繼續軋制或拔制
冷軋法 用熱軋管料在冷軋管機
上軋制
冷拔法 用熱軋或冷軋管料在冷
拔機上拔制
鏈式爐焊 加熱的管坯通過焊管模
成型
成型同時焊接
連續爐焊 加熱的管坯在輥式成型
焊接機上彎曲成型
成型同時焊接
電阻焊 在輥式成型機上連續彎
曲成型
在電阻焊管機上焊接
電弧焊 在壓力機上壓制成型或
在輥式彎曲機上卷曲成
型(直縫),在成型機上連
續彎曲成型(螺旋縫)
在埋弧自動焊管機上焊
電感焊 在輥式成型機上連續彎
曲成型
在電感焊管機上焊接




焊接鋼管也稱焊管,是用鋼板或鋼帶經過卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產工藝簡單,生產效率高,品種規格多,設備資少,但一般強度低于無縫鋼管。20世紀30年代以來,隨著優質帶鋼連軋生產的迅速發展以及焊接和檢驗技術的進步,焊縫質量不斷提高,焊接鋼管的品種規格日益增多,并在越來越多的領域代替了無縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋縫焊管。 

直縫焊管生產工藝簡單,生產效率高,成本低,發展較快。螺旋縫焊管的強度一般比直縫焊管高,能用較窄的坯料生產管徑較大的焊管,還可以用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比,焊縫長度增加30~,而且生產速度較低。因此,較小口徑的焊管大都采用直縫焊,大口徑焊管則大多采用螺旋焊。 

1  低壓流體輸送用焊接鋼管也稱一般焊管,俗稱黑管。是用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途的焊接鋼管。鋼管接壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管;接管端形式分為不帶螺紋鋼管(光管)和帶螺紋鋼管。鋼管的規格用公稱口徑(mm)表示,公稱口徑是內徑的近似值。習慣上常用英寸表示,如11/2 等。低壓流體輸送用焊接鋼管除直接用于輸送流體外,還大量用作低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管的原管。 

2  低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管也稱鍍鋅電焊鋼管,俗稱白管。是用于輸送水、煤氣、空氣油及取暖蒸汽、暖水等一般較低壓力流體或其他用途的熱浸鍍鋅焊接(爐焊或電焊)鋼管。鋼管接壁厚分為普通鍍鋅鋼管和加厚鍍鋅鋼管;接管端形式分為不帶螺紋鍍鋅鋼管和帶螺紋鍍鋅鋼管。鋼管的規格用公稱口徑(mm)表示,公稱口徑是內徑的近似值。習慣上常用英寸表示,如11/2 等。 

3  普通碳素鋼電線套管是工業與民用建筑、安裝機器設備等電氣安裝工程中用于保護電線的鋼管。 

4  直縫電焊鋼管是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。 

5  承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,用雙面埋弧焊法焊接,用于承壓流體輸送的螺旋縫鋼管。鋼管承壓能力強,焊接性能好,經過各種嚴格的科學檢驗和測試,使用可靠。鋼管口徑大,輸送效率高,并可節約鋪設管線的投資。主要用于輸送石油、天然氣的管線。 

6  承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,采用高頻搭接焊法焊接的,用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強,塑性好,便于焊接和加工成型;經過各種嚴格和科學檢驗和測試,使用可靠,鋼管口徑大,輸送效率高,并可節省鋪設管線的投資。主要用于鋪設輸送石油、天然氣等的管線。 

7  一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,采用雙面自動埋弧焊或單面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。 

8  一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,采用高頻搭接焊法焊接用于一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管。 

9   樁用螺旋焊縫鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經常溫螺旋成型,采用雙面埋弧焊接或高頻焊接制成的,用于土木建筑結構、碼頭、橋梁等基礎樁用鋼管。 




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鋼錠按鋼水脫氧程度不同可分為沸騰鋼、鎮靜鋼和半鎮靜鋼3類。

沸騰鋼是沒有脫氧或沒有充分脫氧的鋼。這種鋼液注入鋼錠模后,隨著溫度的下降鋼液中的碳和氧反應,排出大量一氧化碳氣體,產生沸騰現象,所以叫沸騰鋼。沸騰鋼錠不產生集中的縮孔,所以鋼錠的切頭率比鎮靜鋼約低5%~8%,但沸騰鋼的偏析大,成分不均。 

澆注前脫氧充分,澆注時鋼液平靜,沒有沸騰的鋼叫鎮靜鋼。它的組織致密,強度高,偏析少且成分均勻。由于形成中心縮孔而增加了切頭率,所以鎮靜鋼的成本比沸騰鋼高。對力學性能等各項指標要求較高的和有特殊要求的鋼,都鑄成鎮靜鋼錠。 

脫氧程度介于鎮靜鋼和沸騰鋼之間,由于脫氧不完全,在澆注過程中仍有輕沸騰的鋼,稱為半鎮靜鋼。它比鎮靜鋼的中心縮孔小,切頭率低;比沸騰鋼的偏析少,力學性能好。 




焊接熱影響區的組織大致可分為兩類:不易淬火鋼組織和易淬火鋼組織。不易淬火鋼組織變化后形成熔合區、粗晶區、重結晶區、不完全沖結晶區和時效脆化區;易淬火鋼組織轉變后形成崔獲取、不完全淬火區和回火區。 

管線鋼屬于不易淬火鋼,焊接后熱影響區的熔合區和粗晶區對母材性能損傷較大,易形成脆化,其損傷程度取決于母材的合金系統、焊前母材的原始組織狀態和焊接規范參數等。對于低于X65鋼級的管線鋼,在線能量偏低時除產生鐵素體和珠光體外,還易產生馬氏體(M)、上貝氏體(Bu)和粒狀貝氏體(Bg);在線能量偏高時,粗晶區除易產生鐵素體和珠光體外,還易產生共析鐵素體和魏氏組織。一般認為,上貝氏體、先共析鐵素體和魏氏組織是造成脆化現象的有害組織。對于X70以上鋼級的針狀鐵素體管線鋼,粗晶區的組織主要為貝氏體(板條貝氏體和粒狀貝氏體)、塊狀鐵素體和先共析鐵素體。在板條或塊狀鐵素體間或塊狀鐵素體的基體上存有MA島。造成這種鋼粗晶區韌性降低的主要因素是: 

(1)MA組成物的相對量、尺寸和形態。Ma越多、尺寸過粗或過長,以及分布不均勻等使脆化現象嚴重。 

(2)有效晶粒尺寸或者說母材的晶粒長大傾向。隨著線能量的加大,不僅原奧氏體晶粒尺寸增大,而且二次結晶組織變粗、變大。板條鐵素體的減少以及塊狀鐵素體的增多成為粗晶區脆化的主要原因之一


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