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無縫化鋼管依據成型方式不同分為無縫鋼管、焊接鋼管和熱擴管等幾類。無縫鋼管執(zhí)行標準為《低中壓輸送流體用無縫鋼管》(GB/T8163-1999),是指利用柱狀鋼坯加熱,模具穿孔方式生產的熱軋鋼管和利用冷拔機組將原管拉伸方式生產的冷拔鋼管。該類鋼管特點為管徑大、直度好、壁厚大、產量低、耗能大、成本高、長度10米左右且非定尺,另外一個重要特征是所有鋼管均有偏壁現象,即壁厚不均勻,偏差較大。焊接鋼管目前根據焊縫形式不同分為直縫焊接鋼管、螺旋焊接鋼管兩種,直縫焊接鋼管就焊接工藝不同又分為直縫電阻焊鋼管(ERW)和直縫埋弧焊鋼管(LSAW),執(zhí)行標準為《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T3091-2001),焊接鋼管均是利用軋輥等模具將帶鋼延圓形漸開線逐步卷為圓形,再通過埋弧、電阻等不同焊接方式焊接成型生產的鋼管。該成型方式的特點是產品產量高、成本低、耗能小、長度可以達16米且可以定尺、直徑及壁厚可良好控制,缺點主要是目前國內鋼管生產設備技術落后,導致焊縫部分強度不足,壁厚一般國內無法做厚。
碳鋼管通常采用退火處理,而不銹鋼則采用固溶處理。幾何無縫化—內外毛刺技術通常一個完整的內毛刺系統(tǒng)由刀具、支持系統(tǒng)和調控系統(tǒng)三個部份組成,其技術關鍵在于刀具的形狀和壽命。內毛刺的余高一般控制在0.2mm以內,甚至0.1mm以內。外毛刺技術較為簡單,于管體外裝外毛刺刮刀即可。物理無縫化—焊縫退火處理在高頻焊接過程中,由于趨膚效應、臨近效應和熱傳導的綜合作用,造成了管坯邊緣附近的溫度分布梯度,形成了熔化區(qū)、部分熔化區(qū)、過熱組織區(qū)、正火區(qū)、不完全正火區(qū)、回火區(qū)等特征區(qū)域。 其中過熱區(qū)組織由于焊接的溫度在1100℃以上,奧氏體晶粒急劇長大,冷卻后晶粒粗大,在一定的化學成分和冷速條件下還會形成硬而脆的晶相。此外,由于溫度梯度的存在也會產生焊接應力。其綜合結果,焊縫區(qū)的綜合機械性能比母材低。焊管物理無縫化就是通過焊縫熱處理,達到應力、均化和細化組織、提高焊接熱影響區(qū)綜合機械性能的目的,而其根本目的是應力。直縫電阻焊鋼管與流體輸送用無縫鋼管相比具有相當的技術優(yōu)勢,例如焊管壁厚較薄,尺寸精度較高,等等。
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焊管“無縫化”的含義焊管和無縫管相比,的區(qū)別是焊管有一道焊縫。由于有了焊縫,使外形凸出高于母材很多,明顯地看出了“縫”;同時,內部物理性質上也產生了變化。如果能夠在這兩個方面—外在與內在,都能使焊縫與母材相同、相近或者相等母材性能,等同于無縫,這就是“無縫化”的含義?!盁o縫化”的兩個方面如上所述,焊管無縫化包含兩個方面的內涵,幾何無縫化,使焊縫余高盡可能小;物理無縫化,使焊縫(包括周圍熱影響區(qū))的物理性能趨于與母材一致。 焊管的幾何無縫化光滑地掉焊縫處因擠壓焊接后所形成的外毛刺和內毛刺,使焊管在幾何外形上幾乎看不到焊縫。我國和美國標準中內毛刺的殘留高度大致上規(guī)定了兩檔精度:檔(O.127mm;第二檔0.254mm)。焊管的物理無縫化幾何無縫化處理后的焊管雖然外表上已幾乎看不到焊縫,但焊縫內部的金相組織與母材仍有較大區(qū)別,焊縫區(qū)的機械性能較低。為此,需要經過熱處理細化焊縫區(qū)的晶粒、去除焊接應力,實現與母體金相組織、機械性能的一致化,這個過程我們稱之為焊管的物理無縫化。
無縫鋼管的橫截面呈橢圓形,原因是廠家為了節(jié)約材料,成品輥前二道的壓下量偏大,這種螺紋鋼的強度大大地下降,而且也不符合螺紋鋼外形尺寸的標準。優(yōu)質厚壁無縫鋼管的成分均勻,冷剪機的噸位高,切頭端面平滑而整齊,而材由于材質差,切頭端面常常會有掉肉的現象,即凹凸不平,并且無金屬光澤。而且由于材廠家產品切頭少,頭尾會出現大耳子。厚壁無縫鋼管材質含雜質多,鋼的密度偏小,而且尺寸超差嚴重,所以在沒有游標卡尺的情況下,可以對它進行稱量核對。比如對于螺紋鋼20,標準中規(guī)定負公差為5%,定尺9M時它的單根理論重量為120公斤,它的小的重量應該是:120X(l-5%)=114公斤,稱量出來單根的實際重量比114公斤小,則是厚壁無縫鋼管,原因是它負公差超過了5%。 機械行業(yè)是鋼管消費大戶,主要有油、氣缸用管,液壓件用管,軸、軸類及輥類用管,機械設備輸氣、液用管;無縫鋼管占機械行業(yè)用鋼量的4%,因此評估2017年機械行業(yè)用鋼管量為600萬噸。
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